NEW UNVERSITY of LISBON CENIMAT

1. NEW UNVERSITY of LISBON CENIMAT Filme sol-gel nanostructurate multifunctionale pe baza de ZnO V. Muşat1, B. Teixeira2 E. Fortunato2 si R. C. C. Monteiro2, 1 Universitatea "Dunărea de Jos" Galati, 2 New University of Lisbon Bucuresti, 2 Martie 2006

2. Filme de Protectie Mecanica, Chimica, Termica MATERIALE STRUCTURALE PROPRIETATI MATERIALE FUNCTIONALEFUNCTII T I M P • MATERIALE MultiFUNCTIONALE FUNCTII SIMULTANE • MATERIALE INTELIGENTE PROPRIETATI FUNCTII INFORMATIE Evolutia materialelor avansate Filme Functionale si Inteligente

3. Senzori de gaze BAW SAW LED-uri LED Aplicatii actuale si potentiale ale filmelor functionale si inteligente pe baza de ZnO • I.a. Filme ZnO • materiale piezoelectrice • I.b.Filme ZnO • rezistor cu rezistenta variabila • II. Filme ZnO:Li, Mg dielectrice, feroelectrice • Modulatoare dielectrice • Amplificatoare dielectrice • etc

4. VIZ-NIR IR Panouri solare Ecrane plate Afisaj nocturn Display technology Celula solara ROL III. Filme ZnO:Al, ZnO:Ga, ZnO:In (TCO) • Proprietati • Conductibilitate electrica • Transparenta optica in ...VIZ-NIR • Reflectarea radiatiei IR • Rugozitate foarte redusa Electrozi Transparenti (pe substrat de sticla) A p l i c a t i i (inlocuitor de ITO)

5. Dispozitive electrocromice (+) (+) (-) (-) Constructii: ferestre electrocromice Automobile : ferestre electrocromice Aplicatii Automobile : oglinzi retrovizoare Casti: viziere electrocromice ET EL CE ET WO3 Principiul de functionare : baterii transparente Stare initiala ET: electrod transparent (TCO) WO3: material electrocromic EL : Electrolit (solvent + sare) CE : contra-electrod WO3 ET EL CE ET Li+ Stare finala ET WO3 EL CE ET Reactia electrochimica WVIO3+ x Li+ + x e-↔LixWVxWVIO3 Revenira la starea initiala transparent bleu

6. 2-Metoxyethanol Zn(CH3COO)2.2H2O AlCl3.6H2O/ InCl3 Sol Agitare Corning Glass 7137 (SUBSTRAT) SOL Depunere Film “Dip-coating” FILM GEL Film Stabilizat N ori Incalzire air, 300ºC FILM STABILIZAT Treatament Thermic500 - 600oC Film Cristalizat FILM CRISTALIN Etapele prepararii filmelor sol-gel

7. Filme ln:ZnO (002) T=80% ρ = 3,8 10-3Ωcm N=8,44x1019cm-1 µH= 32 cm/Vs (100) (101) 600 nm 10µm (002) ρ = 7,3 10-3Ωcm N=8,4x1018cm-1 µH= 21 cm/Vs (100) (101) 600 nm 600 nm

8. 270nm (002) ρ=2.9x 10-3Ωcm N=4.67x 1019µH=35.1 180 nm 600 nm (002) ρ=8.9x 10-3Ωcm N=5.17x 1019µH=18.1 600 nm Filme Al:ZnO

9. 600nm ρ = 3,9 10-2 Ωcm N=9,44x1018cm-1 µH= 18,5 cm/Vs Filme Al:ZnO

10. T1 T4 T2 T3 700 T(ºC) 600 500 400 Aer 300 200 H2 +N2 Aer 100 0 Time (h) Time (h) Time (h) Time (h) 700 T 600 500 400 Aer 300 Aer N2 200 100 0 700 700 600 600 500 500 400 400 300 300 200 200 100 100 0 0 Filme Al:ZnO

11. 2 µm 20 µm T=80% nm 1000 500 Filme Al:ZnO ρ = 3,3 10-1Ωcm N=8,44x1017cm-1 µH= 19 cm/Vs

12. Concluzii • Prin metoda sol-gel s-au obtinut filme Al:ZnO si In:ZnO (1-2%) transparente si cu proprietati electrice care variaza de la rezistiv la conductor, functie de porozitate si de tratamentul termic de stabilizare si cristalizare a filmelor. • S-a urmarit obtinerea unor filme transparente si conductoare performante pentru a fi folosite ca electrozi transparenti. • Cele mai bune filme Al:ZnO si ln:ZnOau prezentat o rezistivitate de 2.9x 10-3 si respectiv3,8 10-3Ωcm, si o foarte buna tranparenta (80-95%) in domeniul VIZ-NIR;sunt filme cugrosime ~ 250 nm, dense, uniforme, cu dimensiune medie a grauntilor de ~60 nmsi cu o puternica orientare preferentiala a planelor cristalografice perpendicular pe suprafata substratului. • Diferentele dintre proprietatile filmelor Al:ZnO si ln:ZnO nu au fost semnificative.

13. Calduroase salutari din orasul de la Dunare!

14. Filme ln:ZnO/Corning galss Filme Al:ZnO/Si Spin coating Dip coating