مطالعه تجربی اثرپیزوفوتوترونیک در بهبود خواص آشکارسازی نوری ساختار هسته-پوسته zno@batio3

در این تحقیق، سنتز و مشخصه‌یابی قطعه آشکار ساز فرابنفش پیزوفوتوترونیک با ساختار fto/zno@batio3/fto  مورد مطالعه قرار می‌گیرد. ابتدا نانومیله‌های zno به عنوان هسته ساختار به روش هیدروترمال بر زیرلایهfto  حکاکی شده، سنتز و سپس پوسته نانو ذرات batio3 با روش خلاقانه‌ای موسوم به روش بخار حرارتی (vtm) که تلفیقی از فرایند سل-ژل و هیدروترمال به صورت همزمان است، تشکیل ‌گردید. ساختار بلوری و مورفولوژی نمونه‌های تهیه شده به ترتیب با استفاده از پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (fesem) و عبوری (tem) مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس تحلیل نتایج آشکارسازی نوری قطعه، تشکیل پوسته batio3 روی نانومیله‌های zno به عنوان هسته، سبب کاهش جریان تاریک از7/7 بهµa3/7، افزایش میزان حساسیت نوری از 13 به 24 و کاهش زمان پاسخ از 120بهs  20 شد. در ادامه، با اعمال نیروی n1 و n4، میزان پاسخگویی قطعه آشکارساز با ساختار هسته – پوسته ازmaw^-1 22/4 به ترتیب به 39/6 وmaw^-1  47/9 افزایش یافت که دلالت بر خاصیت پیزوفوتوترونیک این آشکارساز است.  

experimental study on the piezophototronic effect in enhancing the photodetection properties of zno@batio3 core-shell structure

in this study, the synthesis and characterization of a piezo-phototronic ultraviolet (uv) photodetector device based on the fto/zno@batio3/fto structure is investigated. initially, zno nanorods, as the core of the structure, are synthesized on an etched fto substrate using a hydrothermal method. subsequently, a shell of batio3 nanoparticle is formed using a novel vapor thermal method (vtm), which combines a sol-gel and hydrothermal process simultaneously. the crystal structure and morphology of the prepared samples are evaluated using x-ray diffraction (xrd), field emission scanning electron microscopy (fesem), and transmission electron microscopy (tem), respectively. based on the photodetection characterization results, the formation of a batio3 shell on the zno nanorods resulted in a decrease in dark current from 7.7 to 3.7 µa, an increase in sensitivity from 13 to 24, and a decrease in response time from 120 to 20 s. subsequently, by applying compressive forces with magnitudes of 1n and 4n, the responsivity of the core-shell zno@batio3 samples increased from 22.4 to 39.6 and 47.9 maw-1, respectively.  the obtained results indicate that the fabricated device exhibits improvement in piezophototronic properties.