Плівкові гетеропереходи на основі нових оксидних, тетраедритних та халькогенідних матеріалів, нанесені безвакуумними хімічними методами, для потреб геліоенергетики та термоелектрики

 

  Науковий керівник проєкту д.фіз.-мат. наук, професор, Опанасюк Анатолій Сергійович

 

  Науково-дослідна робота фінансується за рахунок загального фонду державного бюджету Міністерства освіти і науки України, №0126U001202, термін виконання 2026-2028 рр., обсяг фінансування проєкту 4500,000 тис. гривень.

  

  Мета та завдання проєкту

  

  Метою даного проекту є створення матеріалознавчих основ синтезу наночастинок (НЧ) та створення одно і багатошарових структур з гетеропереходами (ГП), нанесених безвакуумними низькоенергетичними хімічними методами на різних підкладках, включаючи гнучкі, на основі плівок нових оксидних, тетраедритних та халькогенідних напівпровідників.

  

  Реалізація мети передбачає вивчення закономірностей формування структурно-фазового стану, природи електронних процесів, пов’язаних із оптичними міжзонними переходами та переходами із участю структурних і домішкових дефектів, особливостей їх впливу на фізичні властивості матеріалів, зокрема, пов’язані із розсіянням носіїв заряду на розупорядкуваннях кристалічної гратки, та встановлення кореляцій між ними в одно та багатошарових структурах вказаних вище сполук. 

  

  Для досягнення мети необхідно вирішити наступні завдання:

  

  1) створити лабораторні методики синтезу НЧ таких нових напівпровідникових матеріалів як Mg_xZn_1-xO, Zn₂SnO₄, Cu₁₂Sb₄S₁₃, Cu₁₀Zn₂Sb₄S₁₃, Ag₂S, Ag₂Sе;

  

  2) вивчити морфологічні, структурні, оптичні, електричні характеристики синтезованих НЧ вказаних матеріалів в залежності від умов синтезу;  

  

  3) оптимізувати умови синтезу НЧ;

 

  4) створити наночорнила для нанесення плівок вказаних матеріалів;

  

  5) оптимізувати властивості чорнил на основі синтезованих НЧ: текучість, в’язкість, поверхневий натяг тощо;

  

  6) модифікувати принтер для друку та розпилювач для розпилення чорнил на основі суспензій НЧ вказаних сполук;

  

  7) при різних фізико-хімічних умовах на скляних та гнучких підкладках створити плівки сполук Mg_xZn_1-xO, Zn₂SnO₄, Cu₁₂Sb₄S₁₃, Cu₁₀Zn₂Sb₄S₁₃, Ag₂S, Ag₂Sе заявленими хімічними методами;

  

  8) визначити структурно-фазовий склад отриманих одношарових структур в залежності від впливу фізико-технологічних та хімічних факторів;

  

  9) з’ясувати вплив структурно-фазового складу плівок та післяростових термічних (лазерних) відпалів на їх структурночутливі характеристики;

  

  10) дослідити явище суперпоглинання світла та вплив на нього ансамблю структурних дефектів;

  

  11) оптимізувати електричні, термоелектричні та оптичні характеристики плівок;

  

  12) створити багатошарові структури з ГП між вказаними сполуками з електронним (Mg_xZn_1-xO, Zn₂SnO₄, Ag₂S, Ag₂Sе) та дірковим (Cu₁₂Sb₄S₁₃, Cu₁₀Zn₂Sb₄S₁₃) типами провідності;

  

  13) з’ясувати вплив післяростових відпалів на структурні (фазовий та хімічний склад), оптичні (квантовий вихід), термоелектричні (коефіцієнти Зеєбека, термоелектричної потужності, теплопровідності, добротності) та електричні (концентрація носіїв заряду, холлівська рухливість, опір) характеристики матеріалів у складі багатошарових структур;

  

  14) визначити механізми зарядоперенесення та основні електричні характеристики ГП (коефіцієнт випрямлення, коефіцієнт ідеальності ВАХ, контактну різницю потенціалів тощо);

  

  15) оптимізувати електричні та оптичні характеристики ГП;

  

  16) розробити фізичні та матеріалознавчі основи керування структурно-фазовим складом багатошарових структур.

 

Перелік виконавців проєкту

 

№	Прізвище, ім’я, науковий ступінь, вчене звання	Основне місце роботи або здобуття освіти	Посада за проєктом та роль у проєкті
1	Опанасюк Анатолій   доктор фіз.–мат. наук,   доцент, професор	Сумський державний університет	Керівник НДР, головний науковий співробітник
2	Єрмаков Максим   доктор філософії	Сумський державний університет	Відповідальний виконавець, старший науковий співробітник
3	Пшеничний Роман   кандидат хім. наук, доцент	Сумський державний університет	Провідний науковий співробітник
4	Д’яченко Олексій,   кандидат фіз.–мат. наук,   доцент	Сумський державний університет	Старший науковий співробітник
5	Доброжан Олександр,   кандидат фіз.–мат. наук,   доцент	Сумський державний університет	Старший науковий співробітник
6	Знаменщиков Ярослав,   кандидат фіз.–мат. наук	Сумський державний університет	Старший науковий співробітник
7	Шевченко Марина   доктор   філософії	Сумський державний університет	Молодший науковий співробітник
8	Бойко Богдан	Сумський державний університет	Відповідальний виконавець, молодший науковий співробітник, аспірант
9	Васильєв Віталій	Сумський державний університет	Молодший науковий співробітник, аспірант
10	Голофост Ірини	Сумський державний університет	Інженера 1 категорії
11	Абрамян Антон	Сумський державний університет	Договір ЦПХ, аспірант
12	Дегтяренко Вадим	Сумський державний університет	Договір ЦПХ, студент