ساخت آندهای لایه نازک نانوساختار اکسید قلع آلاییده شده با فلز روی برای میکروباتری‌های یون- لیتیمی

نانومواد

مقاله 3، دوره 5، شماره 13، خرداد 1392، صفحه 20-28   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمدرضا رحیمی‌پور^{* 1}؛ محمدرضا واعظی²

¹پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج

²پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج

چکیده

در این تحقیق، لایه‌های نازک نانوساختار اکسید قلع خالص و آلاییده شده با فلز روی به روش لایه‌نشانی اشعه الکترونی لایه‌نشانی شدند. پراش اشعه ایکس از لایه‌های نازک ایجاد شده وجود اکسید قلع آمورف با ترکیب شیمیایی (SnO) را نشان داد. سیکل عملیات حرارتی در دمای °C 500 و به مدت 10 ساعت بر روی فیلم‌های نازک تشکیل شده انجام شد که منجر به ایجاد ساختار تتراگونال دی اکسید قلع (SnO₂) نانوساختار شد. تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) نشان دادند که مورفولوژی فیلم­های نازک ایجاد شده بعد از لایه‌نشانی بسیار صاف و ریز می‌باشد، اما با اعمال عملیات حرارتی بر روی آنها مورفولوژی فیلم­ها به تدریج خشن می­شود. علاوه بر این تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان دادند که ساختار فیلم­های نازک ایجاد شده همگن و فشرده می­باشد. همچنین نقشه عنصری از فیلم­های نازک، توزیع همگن عنصر روی در ساختار دی اکسید قلع را اثبات کرد. در انتها ارزیابی الکتروشیمیایی لایه­های نازک دی اکسید قلع خالص و آلاییده شده به عنوان آند به صورت گالوانواستاتیکی در محدوده پتانسیل صفر تا 7/1 ولت انجام شد. نتایج نشان دادند که در طول فرآیند شارژ/­­دشارژ ظرفیت ویژه لایه‌های نازک اکسید قلع خالص از µAhcm^-2µm^-1 5/69 به µAhcm^-2µm^-1 6/137 برای لایه‌های نازک اکسید قلع آلاییده با فلز روی افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

آند؛ لایه نازک؛ اکسید قلع نانوساختار؛ میکروباتری

مراجع