7. Cấu trúc của đề tài
1.3. GIỚI THIỆU VẬT LIỆU ĐỒNG INDIUM SULPHIDE (CuInS2)
CuInS2 là chất bán dẫn vùng cấm thẳng, độ rộng vùng cấm của CuInS2
ở dạng khối là 1,53 eV, tương ứng với bước sóng ánh sáng tối thiểu khoảng 810nm để tạo cặp exciton. Điều này có nghĩa là CuInS2 sẽ tạo thành một cặp exciton khi tiếp xúc với ánh sáng khả kiến, và do đó sẽ phù hợp với phổ mặt trời, dẫn đến hiệu suất tách nước quang điện hóa cao khi sử dụng ánh sáng mặt trời. Ngoài ra, CuInS2 thể hiện tính ổn định cao và độ bền nhiệt được cải thiện với nhiệt độ phân hủy trên 845 K. Mặt khác, CuInS2 không chứa bất kỳ yếu tố độc tính cao nào và các yếu tố thành phần tương đối phong phú hơn. Trước đây các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bằng cách tăng mật độ của các nút khuyết Cu trong tinh thể, năng suất phát xạ lượng tử có thể đạt tới 90%. Điều này đưa ra một hướng nghiên cứu để tăng cường hiệu suất lượng tử của cấu trúc wurtzite CuInS2, vì cấu trúc wurtzite được biết là có sự phân phối ngẫu nhiên các nguyên tử Cu và In. Sự phân phối Cu và In này sẽ dẫn đến nhiều nút khuyết Cu hơn so với cấu trúc hỗn hợp chalcopyrite và kẽm pha. Ngoài ra, cấu trúc wurtzite CuInS2 sở hữu hầu hết tất cả các đặc tính mong muốn của cấu trúc chalcopyrite và độ rộng vùng cấm theo lý thuyết của nó là 1,48 eV, thấp hơn 0,05 eV so với chalcopyrite. Nó cũng sở hữu tính năng cân bằng hóa học linh hoạt và phạm vi rộng hơn để điều chỉnh năng lượng Fermi, đây là một yêu cầu thiết yếu cho chế tạo thiết bị nano. Cấu trúc dị hướng của wurtzite CuInS2 cho phép chế tạo các cấu trúc nano không đối xứng, chẳng hạn như thanh nano hoặc dây nano. Cấu trúc không đối xứng giúp tăng khả năng hấp thụ ánh sáng và thực hiện dẫn truyền thông qua các hạt mang điện trực giao. Khi giảm kích thước của CuInS2 xuống cỡ nanomet, có thể quan sát được các tính chất quang thú vị hơn như phạm vi bước sóng hấp thụ lớn hơn và vùng phát xạ có thể điều khiển được. Do đó, CuInS2 là một vật liệu có nhiều hứa hẹn cho các ứng dụng quang điện và quang xúc tác.