Введение
Глава 1. Обзор литературы 13
1.1. Фото-поглощающие нано-материалы на основе Cu2ZnSnS4 (CZTS) и их свойства 13
1.1.1. Структурные и оптические свойства CZTS 14
1.1.2. Возможные вторичные фазы 18
1.1.3. Особенности структурного анализа CZTS 20
1.1.4. Электрофизические свойства 21
1.2. Нано-катализаторы синтеза водорода на основе халькогенидов переходных металлов и их свойства 22
1.2.1. Развитие водородной энергетики 22
1.2.2. Механизм электрохимической реакции выделения водорода 23
1.2.3. Параметры электрохимической реакции выделения водорода 24
1.2.4. Способы улучшения каталитической активности дихалькогенидов переходных металлов 25
1.2.5. Наноструктуры ДПМ для электрохимической РВВ 26
1.2.6. Наноструктурированный оксид вольфрама для электрокаталитической РВВ 29
1.2.7. Гибридные наноструктуры на основе ДПМ для электрокаталитической РВВ 30
1.2.8. Фотокаталитическое разложение воды с использованием катализаторов РВВ в качестве кокатализаторов 32
1.2.9. Фотоэлектрокаталитическое разложение воды 34
Выводы к главе 1. 35
Глава 2. Экспериментальные установки для формирования тонкопленочных структур с применением метода реактивного импульсного лазерного осаждения 37
2.1. Схема и технологические возможности экспериментальной установки для реактивного ИЛО серосодержащих тонких пленок 37
2.2. Экспериментальная установка для исследования процессов осаждения и получения тонкопленочных селенсодержащих соединений 42
2.3. Методы исследования сформированных тонкопленочных материалов 47
2.3.1. Спектрометрия резерфордовского обратного рассеяния ионов (РОР). 47
2.3.2. Атомно-силовая микроскопия (АСМ). 47
2.3.3. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (ЭДС). 48
2.3.4. Рентгеноструктурный анализ (РСА). 48
2.3.5. Спектроскопия комбинационного рассеяния света (КРС). 50
2.3.6. Лабораторная и высокоэнергетическая рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС и ВЭРФЭС). 51
2.3.7. Спектроскопия энергетических потерь отраженных электронов (СЭПОЭ) 52
2.3.8. Оптическая спектрофотометрия. 53
2.3.9. Просвечивающая электронная микроскопия и микродифракция (ПЭМ и МД) 54
2.3.10. Электрохимические исследования. 54
Выводы к главе 2. 55
Глава 3. Структурное и химическое состояние серосодержащих пленок при ИЛО металлов в парах серы и сероводороде 56
3.1. Особенности формирования пленок Cu-S при ИЛО в парах серы 56
3.2. Получение пленок Cu-S послойным ИЛО слоев меди и серы 61
3.3. Получение сульфидов меди методом реактивного ИЛО меди в сероводороде 66
Выводы к главе 3. 76
Глава 4. Исследование тонкопленочных слоев CZTS, полученных методом реактивного ИЛО в атмосфере H2S 79
4.1. Оптимизация условий ИЛО CZTS из металлических мишеней 79
4.2. Получение и структурные особенности тонких пленок CZTS с составом, близким к стехиометрическому 83
4.3 Получение и структурные особенности тонких пленок CZTS с избыточным оловом 88
4.4. Влияние отжига на структуру и свойства пленок CZTS 91
4.4.1. Влияние отжига на морфологию пленок CZTS на подложках кварцевого стекла 91
4.4.2. Влияние термического отжига на структуру и свойства 92
4.5. Химический анализ 111
Выводы к главе 4. 112
Глава 5. Исследование процессов формирования и свойств гибридных нано структурированных слоев W-Se-O 112
5.1. Регулирование соотношения Se/W в слоях W-Se-O с применением буферного газа 114
5.1.1. Зависимость соотношения Se/W от давления буферного газа 114
5.1.2. Компьютерное моделирование движения лазерно-инициированного атомарного потока в буферном газе 116
5.1.3. Энергетические характеристики лазерно-инициированного потока атомов Se и W 119
5.1.4. Расчет энергетических и угловых распределений атомов W и Se при осаждении в буферном газе 121
5.1.5. Анализ процессов «самораспыления» и формирование химического состава пленки WSex при использовании буферного газа 124
5.2. Структурное состояние и химический состав слоев W-Se-O и WSe2/WO3 129
5.2.1. Структура и химический состав слоев W-Se-O, формируемых реактивным ИЛО 130
5.2.2. Морфология и структурное состояние слоев WSe2/WO3, формируемых термической обработкой пленок W-Se-O 133
5.3. Каталитическая активность гибридного нанокатализатора WSe2/WO3
в электрохимическом процессе выделения водорода 138
Выводы к главе 5. 140
Заключение 142
Список литературы 144
