ფართოზონიანი ნახევარგამტარული ნანომასალების სინთეზი და კვლევა ულტრაიისფერ უბანში მომუშავე ფოტოდეტექტორებში გამოსაყენებლად

პროექტის მიზანს შეადგენდა ახალი პიროლიზური ტექნოლოგიის შემუშავება, რომლის მეშვეობითაც მოხდებოდა ფართოზონიანი ნახევარგამტარული მასალების მიღება. პროექტის შესრულებისას გამიზნული იყო აგრეთვე მიღებული ნანომასალების თვისებების კვლევა, კერძოდ მათი შედგენილობის, სტრუქტურის, მორფოლოგიის, ელექტრული და ოპტიკური თვისებების კვლევა.

აწყობილი იქნა ტექნოლოგიური დანადგარი, რომელშიც ხდებოდა ნანომასალების მიღება კვარცის რეაქტორში ~700C ტემპერატურაზე გახურებულ ფუძეშრეებზე. ძირითად ამოცანას ტექნოლოგიური რეჟიმების დადგენისას შეადგენდა: ერთგანზომილებიანი ნანომასალის მონოდისპერსულობის მიღწევა, მაღალი ასპექტური შეფარდება, მინიმალური დიამეტრი, ტექნოლოგიური აღწარმოების მაღალი ხარისხი, სტექიომეტრული შედგენილობა. ყოველი ცალკეული მასალისთვის დადგინდა შესაბამისი პარამეტრების მიღების ტექნოლოგიური რეჟიმები.

მიღებული იქნა შემდეგი ნანომასალა: CuGeO3, In2Ge2O7, Ge3N4, ZnO, Zn2GeO4, In2O3, CuO, BN. შევისწავლეთ აღნიშნული ნანომასალის სტრუქტურა, მორფოლოგია, შედგენილობა. პროექტის შესრულების მეოთხე ნახევარწელი მთლიანად დაეთმო ულტრაიისფერი ფოტოდეტექტორების დამზადებასა და მათ გამოცდას სპეციალურად დამზადებულ სტენდზე ДРШ-ტიპის ქსენონის 1 კვ სიმძლავრის ნათურით.

გაზომვის მონაცემების შეჯერებამ გვიჩვენა, რომ დამზადებული ფოტოდეტექტორებიდან საუკეთესო პარამეტრები გააჩნიათ თუთიის ჟანგის, ZnO–ს საფუძლელზე დამზადებულ ფოტოდეტექტორებს. I-V მახასიათებლების გაზომვამ სიბნელეში და 9 მვტ/სმ2 ინტენსიობის 254 ნმ ტალღის სიგრძის სინათლის დასხივებისას გვიჩვენა, რომ გრაფიკებს სიმეტრიული ხასიათი აქვთ 0 ვ ძაბვის ღერძის მიმართ, რაც ამტკიცებს იმას, რომ კონტაქტები როგორც მინაზე დატანილ ოქროს ხაზოვან ელექტროდებს, ისე ოქროსბურთულიან ელექტროდებს შორის ომურ ხასიათს ატარებენ და აქ რაიმე დამატებითი წინაღობა არ წარმოიქმნება. უმნიშვნელოვანეს პარამეტრს დეტექტორისთვის წარმოადგენს მისი მგრძნობიარობა, რომელიც ძირითადად განისაზღვრება სიბნელისა და დასხივებისას დეტექტორში გამავალი დენების ფარდობით. როგორც გათვლებმა გვიჩვენა, ეს თანაფარდობა ჩვენს დეტექტორში თითქმის სამ რიგს მოიცავს (2102 და 310–1 მკა).

ამრიგად ჩვენი დეტექტორისთვის რეაგირების (რეაქციისა) და აღდგენის დრო შეადგენს 0.51 და 0.39 წმ–ს.

ცნობისათვის მოვიყვანთ, რომ Ga2O3-ზე დამზადებული საკმაოდ კარგი დეტექტორისთვის ეს დრო შეადგენს შესაბამისად 0.45 და 0.24 წმ–ს. ეს კი ჩვენი მასალის საფუძველზე ხარისხიანი უი c-უბანში მომუშავე ფოტოდეტექტორის დამზადების კარგ პერსპექტივებს სახავს.