Электрохимия халькогенидных и оксохалькогенидных соединений висмута : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Е. А. Стрельцов

Abstract

Объекты исследования - пленки оксосульфида и теллурида висмута; фотоэлектрохимические и электрохимические процессы, протекающие на поверхности данных полупроводниковых электродов. Цели работы - исследование фотоэлектрохимических, оптических свойств оксосульфида висмута (ОСВ), а также разработка новых методов формирования пленок теллурида висмута с регулируемой микроструктурой и размером кристаллитов. Методы исследования: циклическая вольтамперометрия, спектроскопия фототока, хроноамперометрия, сканирующая электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ, спектроскопия поглощения, спектроскопия комбинационного рассеяния света, метод индуцированных светом динамических дифракционных решеток. В результате исследована динамика химического и фазового состава плёнок ОСВ при изменении времени их осаждения. Пленки проявляют эффект гигантской квантовой эффективности фототока (ГКЭФ) в условиях катодной поляризации. Установлена зависимость величины фототока от толщины плёнок и длины волны (лямбда) падающего света. При увеличении толщины плёнок оксосульфида висмута в интервале 0,3–1,3 мкм и их освещении светом с лямбда = 465 нм фототок постепенно уменьшается, вплоть до полного исчезновения. Уменьшение фототока наблюдается также при фиксированной толщине плёнок и уменьшении лямбда. Показано, что механизм эффекта ГКЭФ связан с генерацией фотозарядов по всей толщине пленки оксосульфида. Определены времена жизни (тау) фотоэлектронов и фотодырок (лежат в интервале 25–80 пс), а также коэффициент их диффузии (D меньше либо равно 1см2·с–1). Столь малые значения тау и D свидетельствуют о доминирующем дрейфовом механизме транспорта зарядов. Разработан электрохимический метод формирования плотных плёнок Bi2Te3 на поверхности подложек из нержавеющий стали с использованием импульсного режима осаждения; исследована микроструктура электроосажденных плёнок, их элементный и фазовый состав. Области применения: фотодетекторы, фотовольтаические преобразователи солнечной энергии, фотоэлектрохимические датчики и сенсоры, термоэлектрические материалы.