Multi directional epitaxial electrodeposition of ZnO thin films on bulk GaN single crystals

块体 GaN 单晶上 ZnO 薄膜的多向外延电沉积

• 批准号: 20550175
• 负责人: YOSHIDA Tsukasa
• 金额: $ 3.16万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20550175/
• 关键词: バルクGaN単結晶; ZnO; 電析; エピタキシャル成長

Heavily Si-doped conductive GaN bulk single crystals were used as a rotating disk electrode (RDE) to electrodeposit ZnO thin films employing the reduction of oxygen. Charge transfer rate constants for oxygen reduction reaction (ORR) were determined from the I-V curves in KCl aqueous solution at 70℃ by Koutecky-Levich (K-L) analysis. The order of GaN(10-11)〓GaN(1-100)〓GaN(11-20)>GaN(10-12)>GaN(10-13)>>GaN(0001) was found. Heteroepitaxial growth of ZnO was achieved for all crystal faces. The level of exptaxy (mosaic spread) was checked from the full-width at half maxima (FWHM) of the XRD ω-scan for the (11-22) diffraction and was in the order of GaN(1-100)>>GaN(10-11)〓GaN(10-13)>GaN(11-20)>GaN(10-12)>GaN(0001). The higher activity for the ORR approximately resulted in the higher single crystallinity of the deposited ZnO. The effect of the deposition potential was also checked. The higher overpotential resulted in the higher density of ZnO nuclei but they were randomly oriented. It is therefore understood that ZnO with good quality can be obtained when the electrode activity is high, but not when a large overpotential is applied to increase the rate of deposition.

采用氧还原的方法，以高硅掺杂的导电GaN体单晶作为旋转圆盘电极（RDE）电沉积ZnO薄膜。用Koutecky-Levich（K-L）法测定了70℃时KCl水溶液中氧还原反应的电荷转移速率常数（ORR）。结果表明：GaN（10-11）→ GaN（1-100）→ GaN（11-20）>GaN（10-12）>GaN（10-13）>>GaN（0001），ZnO在所有晶面上均实现了异质外延生长。从（11-22）衍射的XRD ω-扫描的半峰全宽（FWHM）检查exptaxy（镶嵌扩展）的水平，其顺序为GaN（1-100）>>GaN（10-11）>GaN（10-13）>GaN（11-20）>GaN（10-12）>GaN（0001）。ORR的活性越高，沉积的ZnO的单晶度越高。还检查了沉积电位的影响。较高的过电位导致较高的ZnO核密度，但它们是随机取向的。因此，可以理解，当电极活性高时，可以获得具有良好质量的ZnO，但是当施加大的过电位以增加沉积速率时，则不能获得具有良好质量的ZnO。

项目成果

The Effect of Dipping Time of J13 and N3 Dyes for the Performance of Dye-Sensitized Solar Cells Based on Electrodeposited ZnO Thin Films

J13和N3染料的浸渍时间对电沉积ZnO薄膜染料敏化太阳能电池性能的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: Kenji Maie;Kazuyuki Miyagi;Tadao Takada;Mitsunobu Nakamura;Kazushige Yamana;市瀬圭吾;平岡一幸;Asdim
• 通讯作者: Asdim

Systematic Nanostructure Control in Electrodeposition of ZnO for Dye-Sensitized Solar Cells

染料敏化太阳能电池 ZnO 电沉积中的系统纳米结构控制

• 发表时间: 2010
• 作者: 高田忠雄;大塚友美子;中村光伸;山名一成;堀茂雄
• 通讯作者: 堀茂雄

バルク窒化ガリウム単結晶上への酸化亜鉛のエピタキシャル電析,(2I19,3月30日)

在块状氮化镓单晶上外延沉积氧化锌，（2I19，3 月 30 日）

• 发表时间: 2009
• 作者: 市瀬圭吾;吉田司
• 通讯作者: 吉田司

シーエムシー出版,酸化亜鉛の電気化学析出を用いたプラスチック太陽電池の研究開発 第3章-3(新コンセプト太陽電池と製造プロセス)

CMC出版，利用氧化锌电化学沉积的塑料太阳能电池的研究和开发第3-3章（新概念太阳能电池和制造工艺）

• 发表时间: 2009
• 作者: 河野裕太;高田忠雄;中村光伸;山名一成;吉田司
• 通讯作者: 吉田司

Electrochemical Self-Assembly of ZnO/Rhodamine B Hybrid Thin Films

ZnO/罗丹明 B 杂化薄膜的电化学自组装

• 发表时间: 2010
• 作者: Md. Abdur Razzaaue Sarker;Takashi Watanabe;Satoshi Watauchi;Masanori Nagao;Isao Tanaka;Lina Sun
• 通讯作者: Lina Sun