138
Şəkil 2. Kimyəvi çökdürmə üsulu ilə (1) və SİLAR üsulu ilə (2) alınmış PbS nazik təbəqələrinin
infraqırmızı spektr oblastında mövcud olan funksional qrupların piklərinin fonundan ayırd edilmiş
optik udma spektrləri
Bildiyimiz kimi yarımkeçiricinin qadağan olunmuş zonasının enini hesablamaq üçün Tauç
düsturundan istifadə edilir [15]:
g
n
E
A
1
Burada
A -sabit ədəddir,
g
E
- yarımkeçiricinin qadağan olunmuş zonasının eni,
-fotonun
enerjisidir.
n
-isə keçidin tipindən asılı olaraq dörd müxtəlif qiymət ala bilər. Belə ki, icazə
verilmiş düz keçid üçün
2
1
n
, icazə verilmiş çəp keçid üçün
2
n
, qadağan olunmuş düz keçid
üçün
2
3
n
, qadağan olunmuş çəp keçid üçün
3
n
[16].
PbS düzzonalı yarımkeçirici olduğundan [17] bu birləşmə üçün
2
1
n
münasibəti doğrudur.
Bu birləşmənin qadağan olunmuş zonasının enini tapmaq üçün
2
-nın
-dən asılılıq
əyriləri qurulmuşdur (şəkil 3).
Şəkil 3. Kimyəvi çökdürmə üsulu ilə (1) və SİLAR üsulu ilə (2) alınmış PbS nazik təbəqələrinin
hesablanmış
f
2
asılılıqları
139
Bu asılılıqlardan düz xətt oblastının absis
oxu ilə kəsişməsinə əsasən müəyyən
edilmişdir ki, kimyəvi çökdürmə yolu ilə alınmış PbS nazik təbəqəsinin qadağan olunmuş zonasının
eni E
g
=0,39 eV, SİLAR üsulu ilə alınmış PbS nazik təbəqəsinin qadağan olunmuş zonasının eni isə
E
g
=0,37 eV-a bərabərdir, yəni hər iki halda qadağan olunmuş zonaların qiymətləri demək olar ki,
üst-üstə düşmüşdür.
ƏDƏBİYYAT:
1.
Ghamsari M.S., Araghi M.K. and Farahani S.J. The influence of hydrazine hydrate on the
photoconductivity of PbS thin film. Mater. Sci. Eng. B, 2006, 133, pp.113-116
2.
Szendrei K., Cordella F., Kovalenko M.V., et.al. Solution-Processable Near-IR
Photodetectors Based on Electron Transfer from PbS Nanocrystals to Fullerene Derivatives
Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 2009, 21, pp.683-687
3.
Szendrei K.,Gomulya W., Yarema M., et.al. PbS nanocrystal solar cells with high efficiency
and fill factor Appl. Phys. Lett., 2010, 97, p.203501
4.
Chaudhuri T. K. A solar thermophotovoltaic converter using PbS photovoltaic cell // Int. J.
Energy, 1992,Res. 16 (6), pp. 481–487
5.
Gunes S. et al. Hybrid solar cells using PbS nanoparticle // Solar Energy Mater. Solar Cells,
2007, Vol. 91, pp.420-423
6.
Guglielmi M., Martucci A., Fick J., Vitrant G. Preparation and Characterization of Hg
x
Cd
1-x
S and Pb
x
Cd
1-x
S Quantum Dots and Doped Thin Films // J. Sol-Gel Sci. Technol., 1997, 11,
p.229-240
7.
Li H., Liu B., Kam C. et.al . Optical nonlinearity of surface-modified PbS and CdxPb1-xS
nanoparticles in the femtosecond regime // Proc. SPIE, 1999, 3899,pp. 376-383
8.
Tang J., Wang X., Brzozowski L., Barkhouse D. A. R. et.al. Schottky Quantum Dot Solar
Cells Stable in Air under Solar Illumination //Adv. Mater. 2010, Weinheim, Ger. 22,
pp.1398-1402
9.
Tang J., Brzozowski L., Barkhouse D. A. R. et.al. Quantum Dot Photovoltaics in the
Extreme Quantum Confinement Regime: The Surface-Chemical Origins of Exceptional Air-
and Light-Stability // ACS Nano, 2010, 4, pp. 869-878
10.
Luther J. M., Law M., Beard M. C., Q. et.al. Schottky Solar Cells Based on Colloidal
Nanocrystal Films // Nano Lett., 2008, 8 (10), 3488-3492
11.
Ma W., Luther J. M., Zheng H., Wu Y., and Alivisatos A. P. Photovoltaic Devices
Employing Ternary PbS
x
Se
1-x
Nanocrystals // Nano Lett. 2009, 9, pp.1699-1703
12.
Tsang S. W., Fu H., Wang R., Lu J., Yu K., and Tao Y. Highly efficient cross-linked PbS
nanocrystal / C
60
hybrid heterojunction photovoltaic cells // Appl. Phys. Lett., 2009, 95, p.
183505
13.
Tsang S., Fu H., Ouyang J., Zhang Y.et.al. Self-organized phase segregation between
inorganic nanocrystals and PC
61
BM for hybrid high-efficiency bulk heterojunction
photovoltaic cells // Appl. Phys. Lett., 2010, 96, p.243104
14.
Das R. K., Sahoo S., Tripathi G. S. Electronic structure of high density carrier states in PbS,
PbSe and PbTe // Semicond. Sci. Technol., 2004, vol. 19, no. 3, pp. 433-441
15.
Tauc J. (Ed.). Amorphous and Liquid Semiconductors. New York, Plenum Press, 1974, 441 p.
16.
Pankove J.I. Optical Process in Semiconductors. USA, 1971,New Jersey, 448 p.
17.
Valenzuela-Jauregui J.J., Ramirez-Bon R., Mendoza-Galvan A., and Sotelo-Lerma M.
Optical properties of PbS thin films chemically deposited at different temperatures // Thin
Solid Films, 2003, 441, pp.104-110
140
ABSTRACT
Məmməd Hüseynəliyev
Mübariz Nuriyev
Optical properties of thin PbS films obtained by chemical bath deposition and
SILAR methods
In this paper a comparative analysis of the optical absorption spectra of thin PbS films
obtained by chemical bath deposition and SILAR methods extracted from background peaks of
functional groups characteristic of the infrared spectrum is carried out.
To obtain the optical absorption spectra of the investigated films, an infrared
spectrophotometer "Nikolet İS-10" was used, which makes it possible to record a spectrum in the
range of 0.05-0.5 eV.
Using the Tautz equation, the values of band gaps of compounds obtained by both methods
were determined. For this purpose, the dependences
f
2
were constructed and the widths of
the forbidden bands were determined from the intersections of the straight parts of these dependences
with the axis
. The widths of the forbidden bands of thin PbS films obtained by chemical deposition
and SILAR methods were, respectively, equal to Eg = 0.39 eV and Eg = 0.37 eV.
РЕЗЮМЕ
Мамед Гусейналиев
Мубариз Нуриев
Oптические свойства тонких пленок PbS полученных методами
химического осаждения и SILAR
В статье проводится сравнительный анализ спектров оптического поглощения тонких
пленок PbS, полученных методами химического осаждения и SILAR, выделенных из фонов
пиков функциональных групп свойственных для инфракрасной области спектра.
Для получениия спектров оптического поглощения исследованных пленок исполь-
зован инфракрасный спектрофотометр “Nikolet İS-10”, позволяющий снимать спектр в диа-
позоне 0,05-0,5 эв.
С помощью уравнения Тауца были определены значения запрещенных зон соеди-
нений полученных обоими методами. Для этого были построены зависимости
f
2
и по пересечениям прямых частей этих зависимостей с осью
определены ширины зап-
рещенных зон.
Ширины запрещенных зон тонких пленок PbS, полученных методами химического
осаждения и SILAR соответственно оказались равными E
g
=0,39 эв и E
g
=0,37 эв.
NDU-nun Elmi Şurasının 27 aprel 2017-ci il tarixli qərarı ilə
çapa tövsiyyə olunmuşdur. (protokol № 08)
.
Dostları ilə paylaş: |