Chu(mg 3: KET QUA,BIEN LUAN VA iTNG DUNG.
3.1.1. Khao sat cau triic:
o
2 Theta (deg.)
Hinh 3.1 Anh nhieu xg tia X cua tiep xuc di the n-ZnO:ln/p-Sị
Cau tnic tinh thi cua mang ZnO:In dugc phan tich blng nhieu xa tia X (Bnikq AXS D5005). Vi hinh thai ciia mang dugc quan sat blng hiin vi dien tu quit (SEM).
Kit qua nhiiu xa tia X ciia mang ZnO:In tren d i p-Si dugc cho trong hinh 3. Chi cd dinh nhiiu xa theo hudng (200), gdc nhieu xa 34^ dugc tim thaỵ Diiu nay a nghia, tinh thi n-ZnO:In dinh hudng tdt theo true c cua tinh the, vudng gdc vdi in| phang de Sị
Hinh 3.2. Anh SEM cua mdng ZnO:In tren de Sị
Hinh anh SFM ciia mang mong n-ZnO:In dugc cho trong hinh 3.2. Tir hinh anii SEM cua mau thu dirge ta co the thay dp day tieu bieu cua mang n-ZnO:In cd 250 nm. 3.1.2. Khao sat tinh chat quang:
300 * 0 0 SOO 6 0 0 700 BOO 8 0 0
W a v e l e n g t h (nm)
Hinh 3.3 Phd truyen qua vd pho hdp (hu ciia mang n~ZnO:ln tren di thuv tinh.
De giai thich dac trung V-Ạ ta dung mo hinh nhu hinh 3.5. Ta xem xet tinh chi quang cua mang ZnỌln. Dp rong viing cam ciia ZnO:In la Eg = 3,3 eV, Idn han nan| hrmig photon anh sang nhin thIỵ \ a do vaỵ anh sang nhin thay truyin quạ Dieu na]
dugc the hifn trong phd truyen qua, mang ZnO:In cho truyen qua nhiiu ( T > 90%) trong viing nhin thaỵ Do đ anh sang nhin thIy truyin qua mang ZnO:In va bi hip thu chu yiu d mat d i p-Si, lam giai phdng cap dien tu - Id trdng, tao ra đng quang dien nhu quan sat thIy dudi diiu kien HDT am. Tuy nhien, do gidi han v i dp xuyen sau cua anh sang trin mang p-Si, đng quang dien trd nen bao hoa, cho dii mat phang mang p- Si tang. • Q. E a 2 o E ^ c Curr e 92 90 86 B6 B4 • r • J ' 1 •• \ ' L \ \ U« -IV \ \ \ — - - 1000 1200 Wavelength (nm)
Hinh 3.4. Cu&ng do đng quang dien ciia tiep xuc dj the n- ZnO:ln/p-Si & hieu dien the -1V
D i do phd ciia hieu iing quang dien, đng quang dien dugc do khi n-ZnO:In/p-Si dugc chieu sang tu phia n-ZnO/In bang anh sang dudi HDT khdng đị Hinh 3.6 chi ra phd ciia cudng dp đng quang dien vdi HDT la -IV. Nhu chi ra d phan tren, chiim anh sang nhin thay tdi bi hap thu chii yeu d mang p-Si va giai phdng cap dien tir - Id trdng, cap dien tu - Id trdng nay bi cudn ve hai cyc, cyc duong ZnO:In, cue am p-Si, va HDT d muc -IV. p-Si E =1.12eV >E„= 2,55 eV n-ZnO i^Ec = 0.4 eV Visible
Hinh 3.5. Hinh dnh viing ndng lugng cua tiep xuc di the n- ZnO:ln/p-Si
Khi n-ZnO:In/p-Si dugc chiiu blng anh sang 365nm (3,4 eV), cac photon l| ngoai bj hip thu tren mat ZnO, giai phdng cap dien tu - Id trdng, sinh ra đng quanj dien.
Ddng quang dien lien quan tdi sy chiiu sang blng anh sang hd quang ciia ih
Xenon dugc cho trong hinh 3.6. Ddng quang dien sinh ra cd dp Idn lOÔA khi du^ chiiu bang anh sang ho quang, va nhay vi O khi anh sang bj cat. Ket qua cua cac th nghiem tren chi ra ring, tiip xiic di thi p-n giua n-ZnO:In va p-Si dugc che tao tuai theo cac ly thuyet thudng lẹ
Time (mln)
Hinh 3.6. Anh huang cua chieu xg len dong cua tiep xuc di the n-ZnO:In/p-Si
3.1.3.Khao sat tinh chat dien:
Tinh chat dien ciia mau dugc do bang he do hieu img Hall su dung cau hinh 4 mQi do van der Pauw. Cac phep do dp truyen qua quang hpc dugc thuc hien tren may do truyen qua hap thu Shimadzu UV-2450.
Ban dan loai p-Si dugc diing lam de cho n-ZnO:In tao ra mpt tiip xuc di thẹ Si(lOO) duac cat thanh mieng kich thudc 1 x 1cm.
Sau khi ZnO:In da dugc lang dpng. De nghien cuu cac tinh chat dien, mot Idp kim loai In dudng kinh 0,5cm dugc phii len tren mang ZnO:In, va dugc diing lam cyc phia tren, mot Idp hgp kim IniAl dugc phii d mat dudi cua di p-Si di lam dien cyc phia duaị Tiep xuc Ohmic giua cac dien cyc In vdi mang ZnO va dien cyc ln:AI vdi dISi
da dugc kiem trạ Diin trd cua mang ZnO-In dugc do vdi he thdng dau đ bdn diem tiip xiic. 2 0 x 1 0 " -4 0x10 -6 0 x 1 0 ' • • Voltage (V)
Hinh 3.7 Dudng đc trung V-A cua mang ZnO:In
Dudng dac trung V-A giua hai cyc tren mang ZnO cd dang tuyen tinh, nhu tren hinh 3.7 , dieu do chi ra dang tiep xiic kieu Ohmic tao bdi dien cyc In vdi lap mang n- ZnO:In.
Dudng dac trung Vdn-Ampe tdi cung dugc do bang each gid mau trong bong tdi, su dung thiit bi Keithley (Model 2400).
1 0x10* 5 0 x 1 0 ' 5 0 x 1 0 ' 0 0 5 0 x 1 0 ' 1 OxIÓ hv In . [ >i 7nO 1 pJi- AMii .LL !. L L u . , " . . • ' • • • • 36S nm iliuminalion * • 560 nm illumination * Dark -18 -16 -14 -12 -10 - 8 - 6 - 4 - 2 0 2 Voltage (V)
' Hinh 3.8. Dudng dac trung I-V ciia
n-ZnO:In/p'Si do trong khdng khi, khi dugc chieu sdng 365 nm, 580 nm vd trong bong tdị
Sa đ ciia thiit bj dugc chi ra trong hinh 3.8. De p-Si dugc diing la san pham thuang mai, cd dien trd 12ficm va mat dp hat tai la 2.10'^cm"^. Dien trd va ndng dp hat tai ciia mang mdng ZnO:In lln lugt la 115Qcm v a - l,5.10'^cm"\
Dudng dac trung V-A dugc do trong dieu kien chieu sang tiep xuc di the bang anh sang 365nm (UV) va 580nm (Vis), dugc cho trong hinh 3.8. Chung ta cd the quan
sat thIy tiip xuc dj thi thi hifn tinh chinh luu khi cd sy xult hiin ciia anh sang. ]
hinh 3.8 ta thIy, khi hieu diin thi (HDT) duong thi khdng cd sy thay đi dang kc ciia đng xay ra vdi anh sang chiiu tdi, ca vdi anh sang nhin thay va anh sang tu ngôi Ngugc lai, khi HDT am, ca anh sang nhin thIy va tu ngoai deu anh hudng tdi doq dien.
3.2 Slf DUNG L d P CHUYEN TIEP p-Si/n-ZnO:In LAM THIET BI D6N(
NGAT T I T D O N G HE THONG CHIEU SANG DEN DÚdNG.
Tren ca sd nhung tinh chit quang va tinh chat dan dien cua mau ban dan ZnO chi tao dugc, tdi tiin hanh nghien curu va xay dyng ung dung cua maụ ung dung dugc nghien cuu trong trudng hgp nay la di chi tao sensor canh bao tu ngoai hoac de chct|o thiit bi ty đng bat tit, vi du nhu thiit bi bat tit he thong chiiu sang den dudng. De tieo hanh thyc hien viec nay, tdi tien hanh theo cac budc nhu sau:
> Xay dyng sa đ khdị > so đ chi tiet.
3.2.1 So do khoi :
Sa đ khdi ciia thiet bi ma tdi da che tao nhu sau:
Vhguong
(cott^ttKiyclol)
Hinh 3.9 : Sa do khoi
Nguyen tac hoat đng cua thiit bi dua tren tinh chit cua mlu ZnO chi tao duac: khi dp sang chieu len be mat mau cd sy biin đi thi bd phan cam nhan (trong trudng hpp nay la tam ZnO) se cam nhan dp sang va chuyin ra thanh muc dien ap. Dien ap đ duac mang so sanh vdi dien ap chuin do ngudi diing dat ra:
- Niu dp sang chiiu lin bi mat mau xudng qua thap, bd phan cam nhan se biin nhihig tin hifu anh sang thanh tin hieu difn -^ liic đ se yiu cau bd phan chap hanh đng difn <-^ bat den .
- Niu dp sang chiiu lin mat mau tang lin qua cao, bd phan cam nhan se bien nhung tin hieu anh sang thanh tin hifu difn —• liic đ si yiu cau bd phan chap hanh
ngat difn <-* tat den .
- Difn thi cua pin mat trdi ma bd cam nhan sinh ra dugc dem so sinh vdi mpt thi chuan (Vngudng). Niu thay đi Vngudng thi thdi diim đng md ciing se khic nhaụ Ngudi su dyng cd thi thay đi Vngudng tiiy theo myc dich su dyng, diiu nay dam bao tinh linh đng ciia thiit bị
Hinh 3.10: Hinh chup mgch dien tu cua thiet bi
Thiet bi ma tdi xay dung gdm cac bd phan chinh: bd phan cam nhan, bd phan so sanh va bd phan chap hanh.
3.2.5 So do chi t i i t :
Tren day la clu tao, vai trd va nguyen tac hoat đng ciia timg bd phan ciia doan mach dien img dung hieu ung pin mat trdi cua Idp chuyin tiip n-ZnO:In/p-Si trong viec đng nglt ty đng he thdng den dudng. Mach tdng the va vj tri cac linh kien cd thi quan sat trong hinh chup thiit bj. Sa đ cau tao ciia thiit bi cd dang nhu sau:
KET LUAN
Dudi day la nhimg kit qui chinh ma ban luan van da dat dugc: