ナノマテリアルと分子ナノテクノロジーのジャーナル

マグネトロンスパッタリングにより作製したシードに沿った整列ZnOナノロッドの水熱成長と量子ドット増感太陽電池への応用

王海平、馬瓊、牛海虹、毛暁莉、雷萬、徐晋章、ミャオ詩頂

マグネトロンスパッタリングにより作製したシードに沿った整列ZnOナノロッドの水熱成長と量子ドット増感太陽電池への応用

導電性基板上に、水熱法により整列した ZnOナノロッドが成長しました。基板には、高周波 (RF) マグネトロン スパッタリング技術により ZnO があらかじめシードされました。スパッタリング電力、アニール処理、シードのサイズが、最終的に作製された ZnO ナノロッドの形態に与える影響が研究されました。RF スパッタリング実験の結果、ZnO ロッドの長さとアスペクト比は、ZnO シードの制御によって簡単に調整できることがわかりました。低スパッタリング電力 (100～125 W) で堆積した ZnO シードは、平均サイズが小さく (約 30 nm)、均一なサイズ分布を共有します。スパッタリング電力が高いほど、最大約 12.5 のより高いアスペクト比を持つ長い ZnO ロッドが得られます。アニール処理（約 500ºC）後のシード層は、平均直径が増加し、アスペクト比が小さい ZnO ロッドを生成し、これらの特徴は、調製された ZnOナノアレイを太陽電池の電極基板として使用する場合の電子移動に役立ちます。親水性 CdSe 量子ドット（QD）を ZnO ナノロッド上に堆積させることにより、アニール後のシードから得られた長さ約 2.75 μm、アスペクト比約 9.5 の ZnO ナノロッドの場合、最大の光電流効率（0.42%）が得られました。