Първи етап

Изследвано е влиянието на температурите на отлагане върху морфологичните, структурните и оптичните свойства на електрохимично отложените слоеве от ZnO. Средният размер на кристалите се влияе леко от температурата на отлагане, като се наблюдава слабо увеличение на зърната с повишаването на температурата. SEM изображенията показват, че морфологията на слоевете ZnO силно зависи от температурата на отлагане и варира от слоеве съдържащи “nano-walls” и “nano-sticks” при 50°C, през “nano-walls” при 60 и 70°C до шестоъгълни “nano-sticks” при слоевете отложени при 80°C. Температурата на отлагане също влияе върху кристалографските направления. Наблюдават се различни приоритетни кристалографски направления на отлагане при различните температури. Слоеве с подобни свойства могат да се използват като структури за улавяне на светлина в различни оптоелектронни и тънкослойни устройства.

Изследвани са структурните и оптичните свойства на слоевете ZrO2, електрохимично отложени върху различни подложки. XRD спектрите показват, че слоевете ZrO2 се отлагат в различни кристалографски направления върху различните подложки. Увеличаването на времето за отлагане води до леко изместване на дифракционните максимуми към по-големи θ ъгли. Средната грапавост зависи повече от вида на субстрата и в по-малка степен от времето на отлагане, с изключение на слоевете, нанесени върху ITO, поради по-бавното зърно-образуване на върху този тип подложки. Фотолуминесцентните спектри на пробите, събрани при стайна температура и дължина на вълната на възбуждане от 235 nm, показват, че всички проби показват широки емисионни криви с пикове, центрирани в диапазона 410 – 430 nm, типични за ZrO2. Интензитетът на спектралните криви се увеличава с увеличаването на времето на отлагане, тъй като слоевете, отложени при по-дълго време на отлагане имат по-добра кристална структура, което води до по-висок отклик във фотолуминесцентните спектри. Слоеве с подобни свойства могат да се използват като фото-уловители в различни оптоелектронни и тънкослойни устройства.

Изследвани са чувствителността, средната грапавост, топографията на повърхността и морфологията на електрохимични слоеве от ZrO2 и ZnO отложени върху златните електроди на кварцови резонатори. Средната грапавост силно зависи от вида на слоевете, нанесени върху резонатора и е три пъти по-висока за слоевете от ZnO. SEM изображенията също показват разлики в отлагането на двата типа слоеве, като ZnO слоевете имат много по-развита повърхност от слоевете ZrO2. Чувствителността към различните изследвани летливи вещества зависи от активната повърхност на слоевете, като тези с по-развита повърхност са по-чувствителни към всичките изследвани вещества. Резонаторите възстановяват първоначалната честота след края на експерименталните изследвания, но относително бавно (около 24 часа). При нагряване времето необходимо за връщане към първоначалната честота се намалява значително. Наблюдаваната добра чувствителност и селективност на тези слоеве ги прави подходящи за използване като газови сензори.