Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Стецюра С. В., Харитонова П. Г., Козловский А. В. Перспективы создания и использования гетерофазного материала CdS-FeS, полученного с применением метода Ленгмюра–Блоджетт // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2025. Т. 25, вып. 1. С. 93-105. DOI: 10.18500/1817-3020-2025-25-1-93-105, EDN: QNRMSZ

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
31.03.2025
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 18)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Нанотехнологии, наноматериалы и метаматериалы
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
620.3:29.19.31
DOI: 
10.18500/1817-3020-2025-25-1-93-105
EDN: 
QNRMSZ

Перспективы создания и использования гетерофазного материала CdS-FeS, полученного с применением метода Ленгмюра–Блоджетт

Авторы: 
Стецюра Светлана Викторовна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Харитонова Полина Геннадьевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Козловский Александр Валерьевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Представлены результаты исследований по получению полумагнитного полупроводника с помощью технологии Ленгмюра–Блоджетт на основе полупроводниковой пластины CdS. В результате проведенных исследований материала в процессе получения с помощью анализа изотерм сжатия, а также методами атомно-силовой микроскопии, вторично-ионной масс-спектрометрии и энергодисперсионного анализа можно утверждать, что метод получения материала CdS:Fe, обладающего свойствами полумагнитного полупроводника, при использовании метода Ленгмюра–Блоджетт полностью воспроизводим, позволяет создавать гетерофазный материал с нановключениями фазы FeS. Показано, что полученный материал обладает уникальными свойствами, такими как повышенная фоточувствительность и отрицательная фотоутомляемость, что весьма перспективно при создании устройств, работающих в условиях постоянного интенсивного освещения и чьи характеристики могут настраиваться и регулироваться освещением.

Ключевые слова: 
сульфиды кадмия и железа
полумагнитный полупроводниковый материал
метод Ленгмюра–Блоджетт
атомно-силовая микроскопия
фотоэлектрические характеристики
отрицательная фотоутомляемость
Благодарности: 
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 22-22-00194, https://rscf.ru/project/22-22-00194/).
Список источников: 
  1. Роках А. Г. Сублимированные фотопроводящие пленки типа CdS: история и современность // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Физика. 2015. Т. 15, вып. 2. С. 53–58. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2015-15-2-53-58
  2. Singh V. P., Singh R. S., Sampson K. E. Chapter 6. ThinFilm Solar Cells Based on Nanostructured CdS, CIS, CdTe and Cu2S // Nanostructured Materials for Solar Energy Conversion / ed. Tetsuo Soga. Elsevier, 2006. P. 167–190. https://doi.org/10.1016/B978-044452844-5/50007-X
  3. Hao E., Sun H., Zhou Z., Liu J., Yang B., Shen J. Synthesis and Optical Properties of CdSe and CdSe/CdS Nanoparticles // Chemistry of Materials. 1999. Vol. 11, iss. 11. P. 3096–3102. https://doi.org/10.1021/cm990153p
  4. Obaid A. S., Mahdi M. A., Hassan Z. Preparation of chemically deposited thin films of CdS/PbS solar cell // Superlatties and Microstructures. 2012. Vol. 52, iss. 4. P. 816–823. https://doi.org/10.1016/j.spmi.2012.06.024
  5. Салманов В. М., Гусейнов А. Г., Джафаров М. А., Maмeдов Р. M., Мамедова Т. А. Особенности фотопроводимости и люминесценции тонких пленок CdS и твердых растворов Cd1−xZnxS при лазерном возбуждении // Оптика и спектроскопия. 2022. Т. 130, вып. 10. С. 1567–1570. https://doi.org/10.21883/OS.2022.10.53627.2983-22
  6. Маскаева Л. Н., Федорова Е. А., Марков В. Ф. Технология тонких пленок и покрытий : учеб. пособие / под ред. Л. Н. Маскаевой. Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2019. 236 с.
  7. Смирнов Б. М. Металлические наноструктуры: от кластеров к нанокатализу и сенсорам // Успехи физических наук. 2017. Т. 187, № 12. С. 1329–1364. https://doi.org/10.3367/UFNr.2017.02.038073
  8. Nabok A. V., Richardson T., Davis F., Stirling C. J. M. Cadmium sulfide nanoparticles in Langmuir−Blodgett films of calixarenes // Langmuir. 1997. Vol. 13, iss. 12. P. 3198–3201. https://doi.org/10.1021/la962115f
  9. Li L., Lou Z., Shen G. Hierarchical CdS Nanowires Based Rigid and Flexible Photodetectors with Ultrahigh Sensitivity // ACS Applied Materials & Interfaces. 2015. Vol. 7, iss. 42. P. 23507–23514. https://doi.org/10.1021/acsami.5b06070
  10. Hwang I.,Yong K. Novel CdS Hole-Blocking Layer for Photostable Perovskite Solar Cells // ACS Applied Materials & Interfaces. 2016. Vol. 8, iss. 6. P. 4226–4232. https://doi.org/10.1021/acsami.5b12336
  11. Halge D. I., Narwade V. N., Khanzode P. M., Dadge J. W., Banerjee I., Bogle K. A. Enhancement in Visible Light Photoresponse of CdS Thin Films by Nitrocellulose Surface Passivation // ACS Applied Electronic Materials. 2020. Vol. 2, iss. 7. P. 2151–2154. https://doi.org/10.1021/acsaelm.0c00361
  12. Hernadez-Borja J., Vorobiev Y. V., Ramirez-Bon R. Thin films solar cells of CdS/PbS chemically deposited by an ammonia – free process // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2011. Vol. 95, iss. 7. P. 1882–1888. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2011.02.012
  13. Стецюра С. В., Харитонова П. Г., Маляр И. В. Полумагнитное пленочное покрытие на основе фоточувствительного полупроводника // Прикладная физика. 2020. № 5. С. 66–72.
  14. Никитин П. И., Савчук А. И. Эффект Фарадея в полумагнитных полупроводниках // Успехи физических наук. 1990. Т. 160, № 11. С. 167–196.
  15. Мельничук С. В., Никитин П. И., Савчук А. И., Трифоненко Д. Н. Эффект Фарадея в полумагнитном полупроводнике Cd1−xFexTe // Физика и техника полупроводников. 1996. Т. 30, вып. 10. С. 1831–1837
  16. Stetsyura S. V., Kharitonova P. G. Magnetic properties of heterophase film coatings based on a solid solution of cadmium sulfide and iron // St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Physics and Mathematics. 2023. Vol. 16, no. 1.2. P. 236–240. https://doi.org/10.18721/JPM.161.236
  17. Ekrami M., Magna G., Emam-Djomeh Z., Saeed Yarmand M., Paolesse R., Di Natale C. Porphyrin-Functionalized Zinc Oxide Nanostructures for Sensor Applications // Sensors. 2018. Vol. 18, iss. 7. Art. 2279. https://doi.org/10.3390/s18072279
  18. Stetsyura S. V., Kharitonova P. G., Glukhovskoy E. G. Langmuir–Blodgett technology to obtain semimagnetic photosensitive materials // St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Physics and Mathematics. 2022. Vol. 15, iss. 3.3. P. 250–254. https://doi.org/10.18721/JPM.153.349
  19. Харитонова П. Г., Глуховской Е. Г., Козловский А. В., Стецюра С. В. Фотоэлектрические характеристики и морфология поверхности сульфида кадмия, модифицированного арахинатом железа // Физика и техника полупроводников. 2023. Т. 57, № 7. С. 518–521. https://doi.org/10.61011/FTP.2023.07.56780.4912C
  20. Kanicky J. R., Shah D. O. Effect of degree, type, and position of unsaturation on the pKa of long-chain fatty acids // Journal of Colloid and Interface Science. 2002. Vol. 256, iss. 1. P. 201–207. https://doi.org/10.1006/jcis.2001.8009
  21. Hwan Ha T., Kyu Kim D., Choi M. U., Kim K. Influence of Poly(ethylenimine) on the Monolayer of Oleic Acid at the Air/Water Interface // Journal of Colloid and Interface Science. 2000. Vol. 226, iss. 1. P. 98–104. https://doi.org/10.1006/jcis.2000.6819
  22. Khomutov G. B., Bykov I. V., Gainutdinov R. V., Polyakov S. N., Sergeyev-Cherenkov A. N., Tolstikhina A. L. Synthesis of Ni-containing nanoparticles in Langmuiur–Blodgett films // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2002. Vol. 198–200. P. 559–567. https://doi.org/10.1016/S0927-7757(01)00961-X
  23. Харитонова П. Г., Сердобинцев А. А., Стецюра С. В. Применение масс-спектрометрических исследований для оптимизации модели биосенсорной структуры с гетерофазным преобразователем сигнала // Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине – 2023 : сб. статей Всероссийской школы-семинара / под ред. проф. Ан. В. Скрипаля. Саратов : Изд-во «Саратовский источник», 2023. С. 126–129.
  24. Роках А. Г., Стецюра С. В., Сердобинцев А. А. Гетерофазные полупроводники под действием излучений // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Физика. 2005. Т. 5, вып. 1. С. 92–102. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2005-5-1-92-102
  25. Шейнкман М. К., Корсунская Н. Е. Фотохимические реакции в полупроводниках типа А2В6 // Физика соединений А2В6 / под ред. А. Н. Георгобиани, М. К. Шейнкмана. М. : Наука, 1986. С. 109–145.
Поступила в редакцию: 
19.06.2024
Принята к публикации: 
02.09.2024
Опубликована: 
31.03.2025
  • 55 просмотров