Електрофізичні властивості органічно-неорганічних гетероструктур на основі фталоціанінів
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Магістерська дисертація містить 36 рисунків, 22 таблиці та список використаних джерел із 41 найменування. Загальний обсяг роботи складає 76 сторінок.
Актуальність теми обумовлена стрімким розвитком наноелектроніки та сенсорики, що потребує створення нових гібридних матеріалів, які поєднують стабільність неорганічних напівпровідників з унікальними оптичними та електричними властивостями органічних сполук. Гетероструктури на основі пористого кремнію та металофталоціанінів є перспективною платформою для розробки високоефективних сенсорів газів та фотоелектричних перетворювачів, проте їхні електрофізичні властивості, зокрема процеси на межі розділу фаз, потребують детального вивчення із застосуванням сучасних автоматизованих методів діагностики.
Метою роботи є дослідження електрофізичних характеристик органічно-неорганічних гетероструктур на основі пористого кремнію та фталоціанінів металів, а також розробка автоматизованого інструментарію для їх комплексної імпедансної спектроскопії.
Об’єкт дослідження: електрофізичні процеси в гібридних гетероструктурах «пористий кремній фталоціанін металу».
Предмет дослідження: частотні залежності комплексного імпедансу, діелектричні характеристики та механізми переносу заряду в досліджуваних структурах.
Методи дослідження: для формування пористого шару кремнію використано метод метал-стимульованого хімічного травлення (MACE). Нанесення органічних плівок фталоціаніну здійснювалося методом термічного вакуумного напилення. Основним методом дослідження електрофізичних властивостей обрано імпедансну спектроскопію (ІС). Автоматизацію вимірювань реалізовано за допомогою програмних засобів Qt мови C++ та протоколів SCPI.
Отримані результати: у ході виконання роботи проведено аналіз впливу кристалічної структури та молекулярної орієнтації фталоціанінів на їхню провідність, обґрунтовано вибір методу MACE для створення розвиненої поверхні гетеропереходу. Ключовим практичним результатом є розробка та програмна реалізація автоматизованої системи керування вимірювачем імпедансу (LCR-метром. За допомогою розробленого програмно-апаратного комплексу отримано експериментальні частотні залежності імпедансу (діаграми Найквіста та Боде) для тестових зразків гетероструктур. Отримані графічні залежності демонструють характерну для гетеропереходів релаксаційну поведінку, що підтверджує ефективність розробленої методики. Розроблено стартап-проект з комерціалізації гібридних фотоелектричних перетворювачів для систем Інтернету речей (IoT), який доводить економічну доцільність впровадження технології завдяки низькій собівартості та енергоефективності.
Наукова новизна та практичне значення: удосконалено методику імпедансної спектроскопії шляхом автоматизації процесу збору даних, що дозволяє мінімізувати похибки та прискорити аналіз складних гетерогенних систем. Отримані експериментальні дані створюють підґрунтя для подальшого моделювання еквівалентних схем та оптимізації параметрів сенсорних структур.
Опис
Ключові слова
фталоціанін, пористий кремній, імпедансна спектроскопія, гетероструктура, автоматизація вимірювань, стартап-проект, phthalocyanine, porous silicon, mace, impedance spectroscopy, heterostructure, automation of measurements, startup project
Бібліографічний опис
Чопик, В. В. Електрофізичні властивості органічно-неорганічних гетероструктур на основі фталоціанінів : магістерська дис. : 176 Мікро- та наносистемна техніка / Чопик Владислав Вікторович. – Київ, 2025. – 76 с.