Reprezentatívne výsledky

2019

  • Kontrolovaný rast veľmi tenkých vrstiev MoS2

Veľmi tenké vrstvy MoS2 sú sľubnými kandidátmi na aplikácie v mnohých oblastiach, ako sú napríklad fotovoltaika, fotokatalýza, nanotriboológia, lítiové batérie, hydrogenačná odsírovacia katalýza a suché lubrikanty, najmä vďaka svojim charakteristickým elektronickým, optickým a katalytickým vlastnostiam. Všeobecne sú možné dve možnosti orientácie vrstiev MoS2 – horizontálna (s osou c kolmou na rovinu podložky) a vertikálna (kde je c os rovnobežná s podložkou), ktoré majú rôzne fyzikálno-chemické vlastnosti. Pri príprave týchto materiálov pomocou sulfurizácie molybdénových vrstiev sa počiatočná hrúbka molybdénu ukázala byť kritickým parameterom ovplyvňujúcim konečnú orientáciu vrstiev MoS2. Na rozdiel od štandardných komôr CVD, kde reakcia prebieha v dvojzónovej peci, my používame jednozónová pec, kde máme podložku a síru spolu pri vysokej teplote v strede pece. Cieľom práce bolo štúdium vplyvu ďalších parametrov žíhania na orientáciu vrstiev. Ukázalo sa, že rýchlosť zahrievania je rozhodujúcim parametrom pre rastový mechanizmus, kde rýchla sulfurizácia vedie k rastu vertikálnych vrstiev MoS2 a pomalé odparovanie síry vedie k horizontálnemu rastu dokonca aj pre hrubšie počiatočné vrstvy molybdénu.

 

  

 

GIWAXS recipročné priestorové mapy MoS2 vrstiev pripravených na zafírovej podložke pripravené z 3 nm hrubých vrstiev Mo pri 800 °C počas 30 minút s rýchlosťou zahrievania (a) 25 °C / min, (b) 5 °C / min a (c) 0,5 °C / min. Píky pri -1 A-1 pochádzajú z (002) difrakčných rovín.

Použitá metóda jednozónej sulfurizácie navyše umožnila rast MoS2 na povrchu CVD diamantových vrstiev. Výsledkom tohto nášho experimentálneho návrhu je prostredie bohaté na síru počas procesu a difúzia síry do molybdénu pri teplotách nižších, ako sú teploty potrebné na tvorbu karbidu molybdénu bráni jeho tvorbe na rozhraní Mo-diamant. Toto zistenie môže otvoriť cestu pre rast MoS2 vrstiev na substrátoch, ktoré sú inak citlivé na chemickú reakciu s molybdénom. Takisto sme ukázali, že je možný horizontálny a vertikálny rast vrstiev MoS2, v závislosti od hrúbky Mo vrstvy tak ako v prípade neštrukturovaných podložiek. Kombinácia jedinečných diamantových vlastností a ultra tenkých vrstiev MoS2 s laditeľná kryštalografickou orientáciou môže ponúkať materiálové vlastnosti relevantné pre široké spektrum aplikácií.

 

 

 

SEM obrázky vrstiev MoS2 pripravených z (a) 1 nm, (b) 3 nm a (c, d) 6 nm Mo vrstiev na mikrokryštalickom CVD diamantovom substráte. V (d) sú stojace vločky MoS2 viditeľné na okraji kryštálu diamantu.

 

  1. Sojková, M., Végso, K., Mrkývkova, N., Hagara, J., Hutár, P., Rosová, A., Čaplovičová, M., Ludacka, U., Skákalová, V., Majková, E., Šiffalovič, P., and Hulman, M.: Tuning the orientation of few-layer MoS2 films using one-zone sulfurization, RSC Adv. 9 (2019) 29645-29651. IF 3.049, Q SJR 1
  2. Sojková, M., Šiffalovič, P., Babchenko, O., Vanko, G., Dobročka, E., Hagara, J., Mrkývková, N., Majková, E., Ižák, T., Kromka, A., and Hulman, M.: Carbide-free one-zone sulfurization method grows thin MoS2 layers on polycrystalline CVD diamond, Sci Rep. 9 (2019) 2001. IF 4.011, Q SJR 1

 

 

2018

  • Štúdium polovodičových detektorov ionizujúceho žiarenia na báze 4H-SiC epitaxnej vrstvy

Polovodičové detektory ionizujúceho žiarenia sú významnou oblasťou vo výskumnej činnosti, pretože sa využívajú v mnohých oblastiach ľudskej činnosti ako je monitorovanie žiarenia jadrovej energetike, medicíne, vo vesmínom výskume a pod. Keďže tieto detektory apriori pracujú v sťaženom prostredí je snaha hľadať materiály s vysokou radiačnou a tiež teplotnou odolnosťou. K takýmto materiálom sa zaraďuje SiC (karbid kremíka). Súčasťou nášho výskumu bolo skúmanie radiačnej odolnosti nami pripravených detekčných štruktúr a ich prípadné porovnanie s detektormi na báze Si (kremíka), ktoré sú v súčasnosti najviac využívané. Obrázok nižšie ukazuje porovnanie Si a SiC detektora ako sa zmení jeho energetické rozlíšenie v prípade ožiarenia 5 MeV elektrónmi. Je vidieť, že Si detektor prestal rozlišovať energetické čiary testovacieho žiariča (241Am) už pri ožiarení dávkou 1 kGy avšak SiC detektor ich stále rozlišuje aj po dávke 30 kGy.

 

 

Zaťko, B., Hrubčín, L., Šagátová, A., Osvald, J., Boháček, P., Zápražný, Z., Sedlačková, K., Sekáčová, M., Dubecký, F., Skuratov, V.A., Korytár, D., and Nečas, V.: Schottky barrier detectors based on high quality 4H-SIC semiconductor: electrical and detection properties, Applied Surface Sci 461 (2018) 276-280.

Hrubčín, L., Gurov, J.B., Zaťko, B., Mitrofanov, S.V. Rozov, S.V., Sedlačková, K., Sandukovskij, V.G. Semin, V.A., Nečas, V., and Skuratov, V.A.: Characteristics of Si and SiC detectors at registration of Xe ions, J. Instrument. 13 (2018) P11005.

 

2017

2016

2015

 2014

2013

2012