Abstrakt

Reduzierung der Bandlückenenergie durch Dotierung in bleifreien Dünnschicht-Nanokompositen

Guggilla P, Chilvery A und Powell R

Es gibt zahlreiche Anwendungen für pyroelektrische Verbundfolien im medizinischen, militärischen und Umweltbereich. Der Schwerpunkt dieser Forschung liegt auf der Herstellung von Dünnfilmen mit höherer Effizienz, die flexibel wie Polymere sind. PVDF ist ideal für die Herstellung von Detektoren, da es flexibel ist, einen hohen pyroelektrischen Strom und Widerstand sowie eine niedrige Dielektrizitätskonstante und Dichte aufweist. Reine PVDF- und mit CNT und MWCNT dotierte PVDF-Folien, PVDF: LiTaO3, PVDF: LiTaO3-Folien, die mit MWCNT-Dünnfilmen dotiert sind, wurden mithilfe der Lösungsgusstechnik hergestellt. Die elektrischen, optischen und strukturellen Eigenschaften der hergestellten Folien wurden mithilfe von FTIR-Spektroskopie, UV-Vis-Spektroskopie und Raman-Spektrum untersucht. Aus der UV-Vis-Spektroskopieanalyse wird berechnet, dass die indirekte Bandlückenenergie von reinem PVDF 5,99 eV, 4,85 eV für PVDF+0,5 %-CNT, 4,76 eV für PVDF+1 %-CNT, 5,22 eV für PVDF+LT, 4,95 eV für PVDF+LT+2 %-MWCNT und 4,85 eV PVDF+LT+2,5 %-MWCNT beträgt. Die berechnete direkte Bandlückenenergie von reinem PVDF beträgt 6,25 eV, 5,95 eV für PVDF+0,5 %-CNT, 4,85 eV für PVDF+1 %-CNT, 5,42 eV für PVDF+LT, 5,12 eV für PVDF+LT+2 %-MWCNT und 4,95 eV PVDF+LT+2,5 %-MWCNT. Die Verringerung der Bandlücke kann auf das Vorhandensein unstrukturierter Massendefekte zurückgeführt werden. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass die Dotierung von PVDF und seinen Nanokompositmaterialien mit CNT und MWCNT die Schlüsseleigenschaften der Materialien verbessert, was für die optische Geräteindustrie von Vorteil ist.