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Tesis sobre el tema "Germanium poreux"
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Mathiaud, Romain. "Synthèse et structuration de disulfure de germanium en présence de liquides ioniques et de tensioactifs". Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20088/document.
Texto completoResumen
L'obtention de manière contrôlée de matériaux chalcogénures nanostructurés et possédant une surface spécifique importante ou fonctionnalisée est un défi très intéressant. En alliant une surface spécifique élevée à la polarisabilité des surfaces chalcogénures ou en élaborant des matériaux fonctionnalisés, on peut espérer une percée dans de nombreux domaines comme la catalyse, la séparation gazeuse, l'électrochimie, le photovoltaïque ou l'optique... L'objectif de cette thèse était de développer des voies de synthèse du disulfure de germanium (GeS2) par chimie douce à température et pression ambiantes. Pour cela, nous avons utilisé deux agents sulfurants, le sulfure de dihydrogène (H2S) et le thioacétamide que nous avons fait réagir avec du tétraéthoxyde de germanium en présence d'un solvant. Les synthèses ont été réalisées en l'absence ou en présence d'un structurant, le plus souvent un liquide ionique (LI). Les synthèses sans structurant ont permis l'obtention de nanoparticules de GeS2 amorphes ou nano-organisées de 20 à 35 nm de diamètre et de surface spécifique intéressante (320 m2.g-1 avec H2S, 270 m2.g-1 avec le thioacétamide). Les synthèses réalisées en présence de LI conduisent à des matériaux hybrides contenant GeS2 et le cation du LI utilisé, de formule générale 0.2GeS2-0.8 cation organique. Les particules obtenues de taille micrométrique et présentant de très faibles surfaces spécifiques ont une morphologie qui dépend de la nature du cation organique impliqué dans la synthèse (sphères ou roses des sables). Des mesures XPS montrent la présence de liaisons Ge-S- au sein de l'hybride. L'utilisation de lithium de bis(trifluorométhanesulfonyl)imide nous a conduit à synthétiser un matériau GeS2-Li dont la conductivité de ~10-10 S.cm-1 est celle d'un sel ionique. En l'absence de solvant et en faisant jouer au LI le rôle de solvant et de structurant, nous avons pu préparer le premier iono-chalcogel qui, après optimisation, pourrait conduire à un matériau poreux. Par ailleurs, l'utilisation d'un structurant non ionique, l'hexadecylamine (HDA), au-delà de sa concentration micellaire critique, a conduit à l'obtention d'un matériau hybride nanométrique (environ 15 nm) qui possède non seulement une surface spécifique intéressante (130 m2.g-1) mais surtout une porosité intra-granulaire. En résumé, ce premier travail exploratoire nous a permis d'obtenir, selon le procédé de chimie douce choisi, du disulfure de germanium sous forme soit de nanoparticules aux surfaces spécifiques intéressantes, soit de particules présentant une certaine porosité intragranulaire, soit de matériaux hybrides où un cation organique interagit avec GeS2The controlled elaboration of nanostructured chalcogenides with high specific area or functionalized surface is an interesting challenge. Breakthrough in various domains such as catalysis, gas separation, electrochemistry, photovoltaics or optics can be achieved by the production of chalcogenide materials with functionalized surface or high specific area coupled with high polarisability.The aim of the thesis was to develop new soft chemistry routes for the synthesis of germanium disulfide at room temperature and pressure. Two sulfur precursors, i.e. hydrogen sulfide (H2S) and thioacetamide, and a germanium precursor, the tetraethoxigermanium were used for the syntheses. The syntheses were carried out either in the presence or in the absence of a template, in most case an ionic liquid (IL).Syntheses without templating agent led to amorphous or nano-organized GeS2 nanoparticles of 20 to 35 nm in diameter and interesting specific areas (320 m2.g-1 with H2S, 270 m2.g-1 with thioacetamide). Hybrid materials comprising GeS2 and LI cation with a general formula 0.2GeS2-0.8 organic cation were obtained in the presence of IL. The obtained particles of nanometric sizes and with hardly any specific area have a morphology that depends on the nature of the organic cation present during the synthesis, i .e. spheres or gypsum rosette-like particles. XPS measurements indicate the presence of Ge-S- bonds in the hybrid material. The use of lithium de bis(trifluorométhanesulfonyl)imide led to the elaboration of a GeS2-Li material which conductivity of ~10-10 S.cm-1 is that of an ionic salt.A first iono-chalcogel which could lead after optimization to a porous chalcogenide has been elaborated when using the IL as both the solvent and the templating agent and in the absence of any other solvent. The use of hexadecilamine (HDA) above its critical micellar concentration, led to hybrid nanoparticles of 15 nm in size with interesting specific area (130 m2.g-1) but also intra-granular porosity.In conclusion, this exploratory work led to the elaboration of GeS2 either as naoparticles with high specific area or particles with intragranular porosity or finally hybrid materials with GeS2 interacting with an organic cation, the final product depending upon the chosen soft chemistry route.Keywords: chalcogenide, ionic liquid, organic-inorganic hybrid, morphology, soft chemistry
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Jaafar, Abdallah. "Développement de matériaux poreux pour des applications de détection en optique intégrée dans le moyen infrarouge". Electronic Thesis or Diss., Université de Rennes (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024URENS043.
Texto completoResumen
Les capteurs optiques intégrés basés sur des dispositifs optiques guidés en matériaux poreux peuvent détecter efficacement et sélectivement des molécules polluantes présentes dans l’eau, l’air et l’environnement. La structure poreuse permet aux molécules à détecter de s’infiltrer dans les pores, ce qui permet une détection volumique. Cette caractéristique exalte la sensibilité d’un capteur optique intégré et offre aussi la possibilité de détecter une très faible quantité de molécules. Dans ce travail, deux matériaux transparents dans le moyen infrarouge (MIR) ont été étudiés pour le développement de guides d’onde optiques intégrés : le silicium poreux (SiP) et le germanium poreux (GeP). Le SiP est produit par anodisation électrochimique et peut être utilisé jusqu’à la longueur d’onde de 8 µm. Des guides d’onde plan et ridge en SiP ont été développés à partir de substrats de silicium de type P faiblement ou fortement dopés. L’effet de traitement thermique d’oxydation sur le guidage a été étudié. Un test de transduction sur la détection de CO₂ dans le MIR autour de la longueur d’onde de 4.3 µm a été réalisé. Le GeP, quant à lui, est produit par gravure électrochimique bipolaire et permet d’étendre la plage de détection jusqu’à la longueur d’onde de 14 µm. Ce matériau, utilisé pour le développement d’un capteur optique intégré, constitue ainsi un atout considérable étant donné que la plupart des molécules polluantes présentent une bande d’absorption dans le MIR. Des couches homogènes de faibles épaisseurs ont pu être réalisées. Un premier test d’élaboration d’un miroir de Bragg a aussi été effectuéIntegrated sensors based on guided optical devices can efficiently and selectively detect pollutant molecules present in water, air, and environment. The porous structure allows the targeted molecules to penetrate into the pores, leads to volume detection. This characteristic greatly enhances the sensitivity and the ability to detect a very small number of molecules. In this study, two mid-infrared (mid-IR) transparent materials were investigated for the evelopment of integrated optical waveguides: porous silicon (PSi) and porous germanium (PGe). PSi is produced by electrochemical anodization and can be used up to a wavelength of 8 µm. PSi-based planar and ridge waveguides were developed from lightly or heavily P-doped silicon substrates. The effect of thermal oxidation treatment on the optical properties of the waveguides was investigated. Transduction tests were carried out to detect carbon dioxide (CO₂) in the mid-IR at around 4.3 µm wavelength. On the other hand, PGe is produced using bipolar electrochemical etching, extending the detection range to a wavelength of 14 µm. This material offers a considerable advantage for the development of an integrated optical sensor, as most polluting molecules have an absorption band in the mid-IR spectral range. Thin and homogeneous PGe layers were obtained. An initial test for the fabrication of a Bragg mirror was also conducted
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Wang, Xu-xu. "Modification de solides micro - et méso - poreux par chimie organométallique de surface". Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10327.
Texto completoResumen
L'objectif de ce travail de these etait de modifier les proprietes de tamis moleculaires par reaction avec des complexes organometalliques. Des etudes preliminaires avaient ete realisees sur mordenite et sur cloverite. Nous avons etendu ces etudes a toute une serie de composes micro- et mesoporeux, telle la zsm-5, la faujasite y et mcm-41. Par reaction avec le tetrabutyl germanium il est possible de modifier toutes les entrees de pores de la zsm-5 sans toucher a la surface interne, ce qui entraine des modifications des proprietes d'adsorption des hydrocarbures. Cependant, la reaction est moins propre que sur la mordenite et il y a formation d'un melange d'especes -ger x, x = 1 a 3. Dans ce cas de la zeolithe hy, l'objectif etait de modifier une partie des canaux et cages (surface interne), afin de pouvoir ensuite, par echange ionique introduire des metaux de transition. C'est pour cette raison que le tetramethyl etain a ete choisi. Nous avons pu montrer que ce complexe organometallique reagit des 80\c avec les groupes hydroxyles pour donner des fragments -snme 3 greffes dans les supercages. Nous avons aussi etudie la modification de silices mesoporeuses par reaction avec des complexes organometalliques. C'est ainsi que nous avons pu montrer que lorsque une silice mesoporeuse est modifiee par reaction avec des complexes organometalliques de l'etain, ses proprietes d'adsorption vis-a-vis des hydrocarbures sont totalement modifiees : les interactions adsorbat-adsorbant, de type oh-ch dans le materiau non modifie, sont de type ch-ch dans le materiau modifie, ce qui se traduit par des isothermes d'adsorption tres differentes. Nous avons aussi compare les silices mesoporeuses contenant du zirconium introduit lors de la synthese a des composes ou le zircocnium est introduit sur une silice mesoporeuse par reaction avec un complexe organometallique de type zrnp 4 et hydrolyse subsequente. Les proprietes, notamment acides, de ces deux types de solides sont completement differentes.
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Buttard, Denis. "Étude structurale du silicium poreux de type p par diffraction haute résolution des rayons X". Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10141.
Texto completoResumen
La premiere partie de ce travail a ete consacree a l'etude, par diffraction des rayons x, des deformations engendrees par des effets de surface. Nous avons notamment mis en evidence, grace a des mesures in situ sous ultra vide, que la dilatation qui existe pour un echantillon fraichement prepare est due aux liaisons si-h#x presentes a la surface des cristallites de silicium. Nous avons d'autre part etudie la passivation du silicium poreux par oxydation des cristallites de silicium qui se traduit par une dilatation supplementaire a la dilatation originelle du parametre de maille cristallin. Le remplissage des pores par un depot de germanium a enfin ete etudie, montrant une epitaxie du germanium jusqu'au fond des pores. La deuxieme partie de ce travail de these presente les mesures de diffusion diffuse aux pieds des pics de bragg, et les informations structurales qui en resultent, pour des echantillons fraichement prepares. Pourles couches de type p#-, les cristallites sont isotropes avec un diametre de l'ordre de 3 nm. Les couches de type p#+ se presentent de maniere differente avec des cristallites anisotropes de 10 nm diametre. Une contribution isotrope peu intense analogue au p#- est aussi presente, ce qui suggere la presence de petits objets egalement dans le p#+. La derniere partie de ce travail regroupe l'etude des couches minces et des super-reseaux de silicium poreux, par diffraction et reflectivite des rayons x. Une analyse quantitative des donnees a ete realisee systematiquement par simulation numerique. Les couches minces sont de bonne qualite bien cristallines et la rugosite des interfaces reste faible. Un resultat important est l'existence d'une couche de transition de 10-20 nm a l'interface poreux/massif, ainsi que la presence d'un film de surface de faible porosite dans le cas du materiau de type p#+. L'analyse des super-reseaux demontre leur bonne qualite, qui se manifeste par la presence de pics satellites tres fins associe a la super-structure. Le changement de porosite entre les couches s'etale ici encore sur une zone de transition de l'ordre de 14 nm.
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Tutashkonko, Sergii. "Élaboration du Ge mésoporeux et étude de ses propriétés physico-chimiques en vue d'applications photovoltaïques". Thèse, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6145.
Texto completoResumen
Le sujet de cette thèse porte sur l'élaboration du nouveau nanomatériau par la gravure électrochimique bipolaire (BEE) -- le Ge mésoporeux et sur l'analyse de ses propriétés physico-chimiques en vue de son utilisation dans des applications photovoltaïques. La formation du Ge mésoporeux par gravure électrochimique a été précédemment rapportée dans la littérature. Cependant, le verrou technologique important des procédés de fabrication existants consistait à obtenir des couches épaisses (supérieure à 500 nm ) du Ge mésoporeux à la morphologie parfaitement contrôlée. En effet, la caractérisation physico-chimique des couches minces est beaucoup plus compliquée et le nombre de leurs applications possibles est fortement limité. Nous avons développé un modèle électrochimique qui décrit les mécanismes principaux de formation des pores ce qui nous a permis de réaliser des structures épaisses du Ge mésoporeux (jusqu'au 10 ?m ) ayant la porosité ajustable dans une large gamme de 15% à 60%. En plus, la formation des nanostructures poreuses aux morphologies variables et bien contrôlées est désormais devenue possible. Enfin, la maîtrise de tous ces paramètres a ouvert la voie extrêmement prometteuse vers la réalisation des structures poreuses à multi-couches à base de Ge pour des nombreuses applications innovantes et multidisciplinaires grâce à la flexibilité technologique actuelle atteinte. En particulier, dans le cadre de cette thèse, les couches du Ge mesoporeux ont été optimisées dans le but de réaliser le procédé de transfert de couches minces d'une cellule solaire à triple jonctions via une couche sacrificielle en Ge poreux.
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Garchery, Laurent. "Fabrication et étude des propriétés physiques des nanostructures Si/SiGe : application aux nouveaux dispositifs". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10232.
Texto completoResumen
La technologie de la microelectronique silicium beneficie aujourd'hui d'investissements massifs et continus. Tout porte a croire que les excellentes proprietes du systeme si/sio#2 assureront la perennite du si pendant encore de nombreuses annees. Le developpement de nouveaux materiaux pouvant ameliorer les performances des dispositifs a base de si est donc encourage. En particulier, l'heterosysteme si/sige apparait comme le meilleur candidat pour le developpement d'une technologie a heterojonction a base de si. De tels materiaux doivent cependant etre compatibles avec les temperatures de recuit utilisees dans la technologie si. Les deux principaux dispositifs electroniques dans lesquels l'utilisation du sige est envisagee sont le transistor bipolaire et le transistor a effet de champ. Dans le cas du transistor a effet de champ, l'interet du sige est d'ameliorer les proprietes de transport parallele au plan des couches. Cette these est consacree a l'etude experimentale de ces proprietes ainsi qu'a l'analyse et a la comprehension du fonctionnement des heteronjonctions si/sige. Nous rappelons tout d'abord les proprietes de structure de bandes des heterosystemes contraints si/sige ainsi que la methode de mesure par effet hall que nous avons utilisee. Une etude de l'evolution thermique des proprietes de transport et de confinement de modulations de dopage si/sige de type p est ensuite presentee. Puis, nous analysons les proprietes de transport electronique des heterostructures si/sige elaborees sur un pseudo-substrat de sige relaxe. Le principe de fonctionnement specifique des dispositifs mos a canal enterre en sige est ensuite mis en evidence experimentalement. Nous constaterons finalement que les caracteristiques electriques des dispositifs mos a base de si peuvent etre ameliorees par l'introduction d'un canal enterre en sige
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FUGATTINI, Silvio. "Binder-free porous germanium anode for Li-ion batteries". Doctoral thesis, Università degli studi di Ferrara, 2019. http://hdl.handle.net/11392/2488081.
Texto completoResumen
To develop high energy density lithium ion batteries, the use of new electrode
materials is required. Germanium is among the possible alternatives to the most
commonly used anode, graphite (372 mAh/g), thanks to its four-times higher
theoretical gravimetric capacity (1600 mAh/g).
Here is presented a two-step method to produce a binder-free porous germanium
anode, depositing the semiconductor on metallic substrates by means of Plasma
Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) and subsequently performing
an electrochemical etching with hydrofluoric acid to create a porous structure.
The Ge-based electrode attained a capacity of 1250 mAh/g at a current rate of
1C (1C=1600 mA/g) and retained a stable capacity above 1100 mAh/g for more
than 1000 cycles tested at different C-rates up to 5C.
Both deposition and etching techniques are scalable for industrial production,
whose fields of application could be aerospace or medical applications, due to the
high cost of germanium as a raw material.Per sviluppare batterie agli ioni di litio ad alta densità energetica, è necessario l’utilizzo di nuovi materiali elettrodici. Il germanio è una delle possibili alternative all’anodo più comunemente impiegato, la grafite (372 mAh/g), grazie alla sua capacità gravimetrica teorica quattro volte maggiore (1600 mAh/g). In questo lavoro viene presentato un processo in due fasi per realizzare un anodo in germanio poroso privo di legante (binder), realizzando film di semiconduttore su substrati metallici mediante deposizione chimica da fase vapore assisitita da plasma (PECVD) ed effettuando successivamente un attacco elettrochimico con acido fluoridrico per creare una struttura porosa. L’elettrodo in germanio poroso ha raggiunto una capacità di 1250 mAh/g ad una velocità di carica/scarica pari ad 1C (1C = 1600 mA/g) mantenendo, inoltre, una capacità stabilmente superiore a 1100 mAh/g per più di 1000 cicli a diversi C-rate fino a 5C. Sia la tecnica di deposizione che quella di attacco chimico sono scalabili per la produzione industriale, i cui possibili campi di applicazione sono il settore aerospaziale o medico, a causa dell’elevato costo del germanio come materia prima.
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Huang, Xuezhen. "Fabrication and optical properties of (I) erbium-doped nanowires containing germanium and/or zinc oxide and (II) porous germanium nanowires". [Fort Worth, Tex.] : Texas Christian University, 2010. http://etd.tcu.edu/etdfiles/available/etd-04282010-134727/unrestricted/Huang.pdf.
Texto completo
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Kitschke, Philipp, Marc Walter, Tobias Rüffer, Andreas Seifert, Florian Speck, Thomas Seyller, Stefan Spange et al. "Porous Ge@C materials via twin polymerization of germanium(II) salicyl alcoholates for Li-ion batteries". Universitätsbibliothek Chemnitz, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-197302.
Texto completoResumen
The germylenes, germanium(II) 2-(oxidomethyl)phenolate (1), germanium(II) 4-methyl-2-(oxidomethyl)phenolate (2) and germanium(II) 4-bromo-2-(oxidomethyl)phenolate (3) were synthesized and their thermally induced twin polymerization to give organic–inorganic hybrid materials was studied. The compounds 1–3 form oligomers including dimers, trimers and tetramers as a result of intermolecular coordination of the benzylic oxygen atom to germanium. The structural motifs were studied by single crystal X-ray diffraction analysis and DFT-D calculations. Thermally induced twin polymerization of these germylenes gave hybrid materials based on germanium-containing phenolic resins. Carbonization of these resins under reductive conditions resulted in porous materials that are composed of germanium and carbon (Ge@C materials), while oxidation with air provided non-porous germanium dioxide. The porous Ge@C materials were tested as potential anode materials for rechargeable Li-ion batteries. Reversible capacities of 540 mA h g−1 were obtained at a current density of 346 mA g−1 without apparent fading for 100 cycles, which demonstrates that germanium is well accessible in the hybrid materialDieser Beitrag ist aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich
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CALABRESE, Gabriele. "Relaxed germanium epilayers on porous silicon buffers for low dislocation content Ge on Si virtual substrates". Doctoral thesis, Università degli studi di Ferrara, 2015. http://hdl.handle.net/11392/2389093.
Texto completoResumen
While silicon represents the dominant material in the semiconductor industry, the continuous improvement in the performance of Si based devices is reaching its upper bound due to the approaching of insuperable physical limitations intrinsic to Si, which requires the introduction of new semiconductor materials and the development of new assembly techniques to guarantee the future performance improvement and reduction in fabrication costs. The integration of high-quality germanium epilayers on Si substrates has received great attention from the semiconductor community due to the chance to extend the range of performance offered by Si-based technology by taking advantage of both the superior properties of Ge such as a higher carrier mobility, a lattice constant close to that of GaAs which enables III-V epitaxy and a quasi-direct bandgap, and of the possibility of strain and bandgap engineering offered by the formation of a heterojunction.
To overcome the 4.2% lattice constant mismatch existing between Ge and Si which hamper the direct integration approach, this thesis investigates a novel technique for the realization of high-quality Ge on Si virtual substrates (VSs), consisting in the introduction of a porous silicon (pSi) buffer layer in between Ge and Si. pSi is a versatile, self-assembled, nanomaterial which can be realized at very high growth rates through electrochemical etching of Si. Thanks to its reduced Young’s and shear moduli pSi can deform during epitaxy, potentially alleviating part of the lattice mismatch between Ge and Si and reducing the density of misfit dislocations and associated threading segments necessary for complete Ge relaxation. Together with the very high throughput of the anodization process, other fundamental advantages of the proposed approach are its low cost, its simple scalability to large area Si substrates and the possibility to lift-off the grown epilayers from the starting substrates, giving Ge on pSi VSs the possibility to outperform other existing techniques for Ge integration on Si.
During the course of this work, several Ge on pSi VSs have been grown through low energy plasma enhanced chemical vapor deposition (LEPECVD) technique, and the resulting crystalline quality has been compared to that of Ge on Si VSs. Using X-ray diffraction techniques, together with electron microscopy analysis and selective etching techniques, it will be shown how the main physical parameters of pSi buffers affect the crystalline quality of Ge heteroepilayers. Finally, it will be demonstrated that strong threading dislocation reduction is possible in Ge grown on low porosity pSi buffers compared to Ge on bulk Si, at parity of experimental conditions, and the main mechanisms responsible for crystalline quality improvement in Ge grown on pSi will be uncovered.
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Ünal, Bayram. "Optical, electrical and structural properties of nanostructured silicon and silicon-germanium alloys". Thesis, De Montfort University, 1998. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.391480.
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Kitschke, Philipp. "Experimental and theoretical studies on germanium-containing precursors for twin polymerization". Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-205443.
Texto completoResumen
Im Fokus dieser Arbeit standen zwei Ziele. Zum einem war es Forschungsgegenstand, dass Konzept der Zwillingspolymerisation auf germaniumhaltige, molekulare Vorstufen wie zum Beispiel Germylene, spirozyklische Germaniumverbindungen und molekulare Germanate zu erweitern und somit organisch-anorganische Komposite beziehungsweise Hybridmaterialien darzustellen. Dazu wurden neuartige Germaniumalkoxide auf der Basis von Benzylalkoholaten, Salicylalkoholaten sowie Benzylthiolaten synthetisiert, charakterisiert und auf ihre Fähigkeit Komposite beziehungsweise Hybridmaterialien über den Prozess der Zwillingspolymerisation zu erhalten studiert.
Ein zweites Ziel dieser Arbeit war es, Beziehungen zwischen der Struktur und der Reaktivität dieser molekularen Vorstufen sowie deren Einfluss auf die Eigenschaften der erhaltenen Polymerisationsprodukte zu identifizieren und systematisch zu untersuchen. Hierfür wurden zum einen verschiedene Substituenten, welche unterschiedliche elektronische sowie sterische Eigenschaften aufweisen, an den aromatischen Einheiten der molekularen Vorstufen eingeführt. Die Effekte der Substituenten auf den Prozess der Zwillingspolymerisation und auf die Eigenschaften der Komposite beziehungsweise Hybridmaterialien wurden für die Verbindungsklasse der Germanium(II)salicylalkoholate, der molekularen Germanate sowie der spiro-zyklischen Siliziumsalicylalkoholate untersucht. Spirozyklische Siliziumsalicylalkoholate, wie zum Beispiel 4H,4’H-2,2‘-Spirobi[benzo[d][1,3,2]dioxasilin], wurden im Rahmen dieser Arbeit mit einbezogen, da sie aufgrund ihres nahezu idealen Zwillingspolymerisationsprozesses geeignete Modelverbindungen für Reaktivitätsstudien darstellen. Zudem wurde der Einfluss der Substituenten auf die Charakteristika der aus den Kompositen beziehungsweise Hybridmaterialien erhaltenen Folgeprodukte (poröse Kohlenstoffmaterialien und oxydische Materialien) studiert. Des Weiteren wurde eine Serie von spirozyklischen Germaniumthiolaten, welche isostrukturell zu 4H,4’H-2,2‘-Spirobi[benzo[d][1,3,2]dioxasilin] sind, synthetisiert, um systematisch den Einfluss der Chalkogenide, Sauerstoff und Schwefel, in benzylständiger sowie phenylständiger Position auf deren Reaktionsvermögen im Polymerisationsprozess zu untersuchen.
Die experimentellen Ergebnisse zu den Struktur-Reaktivitätsbeziehungsstudien wurden, soweit es jeweils durchführbar war, mittels quantenchemische Rechnungen validiert und die daraus gezogenen Schlüsse in die Diskussion zur Interpretation der experimentellen Ergebnisse mit einbezogen.
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Gacem, Karim. "Contribution à l’étude du transport et du stockage de charges dans des structures contenant des nanocristaux de germanium". Reims, 2008. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000978.pdf.
Texto completoResumen
Le travail rapporté dans ce mémoire concerne la caractérisation électrique de nanocristaux de germanium (nc-Ge) élaborés par démouillage sur une couche de dioxyde de silicium. L’étude est réalisée sous deux formes : En premier lieu, des mesures courant – tension (I-V) et capacité (haute fréquence ; 1 MHz) – tension (C-V) ont été effectuées pour caractériser des nanocristaux recouverts par du silicium amorphe. Les résultats ont montré l’apparition du blocage de Coulomb à température ambiante dans des nc-Ge ayant le plus petit diamètre (~3. 5 nm). Les mesures I-V et C-V ont révélé le phénomène de piégeage dans les nanocristaux. Ce dernier est conditionné par leur taille et densité moyennes, dont les effets ont été séparés grâce aux mesures en température. En conséquence, la variation en température du nombre moyen d'électrons piégés par nanocristal a permis d'accéder à une énergie d’activation thermique qui s'est révélée être dépendante de la taille moyenne (ou du gap) du nanocristal. En deuxième lieu, des caractérisations par microscopie à force atomique en mode conducteur ont été effectuées sur des échantillons contenant des nc-Ge non recouverts. Là aussi, le transport et le piégeage ont été abordés en mettant en évidence l’effet de la taille et la densité moyennes des nc-Ge. Des mesures EBIC (courant induit par faisceau d'électrons) en champ proche (NF-) ont aussi été menées pour cartographier l’activité électrique en surface des échantillons. Elles ont été suivies par des mesures de la longueur effective de diffusion des porteurs minoritaires en excès. Les résultats ont montré que ce paramètre est réduit par la présence de nc-Ge et par l'augmentation de leur densitéThe work reported in this thesis is devoted to electrical characterization of germanium nanocrystals (Ge-ncs) elaborated by dewetting on a silicon dioxide layer which is thermally grown on a silicon substrate. The study is divided in two parts: First, current - voltage (I-V) and capacitance (high frequency; 1 MHz) - voltage (C-V) measurements were performed to characterize nanocrystals capped with amorphous silicon. Hence, Coulomb blockade effect at room temperature has been evidenced for nanocrystals with the smallest (~ 3. 5 nm) mean diameter. Both I-V and C-V measurements revealed the charge trapping phenomenon in the nanocrystals. The latter is affected by Ge-ncs average size and density and the effects of these two parameters have been separated thanks to measurements at different temperatures. Accordingly, a thermal activation energy of the charge detrapping was calculated and shown to be dependent on the average size (or gap) of nanocrystal. Secondly, characterization with conductive atomic force microscopy was performed on samples containing uncapped nanocrystals. The effects of Ge-ncs size and density on charge trapping and transport have been studied. NF-EBIC (Near Field - Electron Beam Induced Current) measurements showed the electrical activity of sample surface with uncapped Ge-ncs. Finally, minority carrier diffusion lengths measurements have been made. The results showed that this key parameter is reduced by the presence of Ge-ncs and the enhancement of their density
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Beattie, Meghan. "Semiconductor Materials and Devices for High Efficiency Broadband and Monochromatic Photovoltaic Energy Conversion". Thesis, Université d'Ottawa / University of Ottawa, 2021. http://hdl.handle.net/10393/42475.
Texto completoResumen
This thesis addresses barriers to the widespread adoption of high-efficiency photovoltaic devices through the use of innovative semiconductor materials and device design. The feasibility of various strategies is explored through experimental characterization and modeling of semiconductor materials and devices.
High-efficiency photovoltaic devices are made from epitaxially grown III-V semiconductor materials. Epitaxial devices are highly sensitive to lattice mismatch between the epi-layers and the substrate, requiring sophisticated substrate engineering or growth strategies to access materials outside of the lattice-matched regime. One promising strategy involves the electrochemical porosification of germanium on a lattice-mismatched silicon substrate to create a compliant interface for high-quality epitaxial growth of Ge, GaAs, and other equivalent-bandgap III-V semiconductors on silicon. This results in a threading dislocation density of ~10^4 cm^-2, a reduction of 4 to 6 orders of magnitude compared to direct epitaxy of germanium on silicon. This technology could enable the development of highly efficient III-V multi-junction photovoltaic devices on cost-effective silicon substrates that benefit from well-established commercial supply chains.
In the first part, I present characterization of the electrical properties of porous germanium. Experimental measurements revealed conductivities ranging from 0.6 to 33 (x10^-3) Ohm^-1 cm^-1, depending on the morphology. The relationship between the electrical properties and the morphology is described using an electrostatic model that can be generalized to other porous semiconductors including silicon. For a compliant interface designed to integrate a standard triple-junction solar cell onto a silicon substrate, the porous Ge/Si layers are predicted to introduce < 0.01 Ohm cm^2 of series resistance to the device, which is sufficiently low for concentrated photovoltaic applications. Optoelectronic device modelling of the triple-junction solar cell on silicon demonstrates that III-V triple-junction solar cells fabricated on silicon using this compliant Ge/Si porous interface could achieve 93% of the efficiency of a comparable defect-free device.
The remainder of this thesis is concerned with the design and characterization of photovoltaic devices optimized for monochromatic illumination, known as photonic power converters. Most commercially available photonic power converters are based on GaAs and are suitable for short-range photonic power transmission through optical fiber (< 1 km). Extended reach power-over-fiber systems require the use of photonic power converters that are compatible with longer-wavelength light, which travels further in optical fiber. One candidate material for this application is the semiconductor quaternary alloy InAlGaAs lattice-matched to InP for photonic power converter operation in the telecommunications O-band, near 1310 nm. I describe the design and characterization of multi-junction InAlGaAs/InP photonic power converters grown by molecular beam epitaxy, including the analysis of material properties and characterization of single- and dual-junction devices under 1319-nm laser illumination. Optically thick devices are found to be diffusion-limited and device simulations suggest that non-radiative recombination is significant. The performance of InAlGaAs tunnel diodes, which act as interconnections for the absorbing junctions within a multi-junction device, is demonstrated to be highly dependent on the growth temperature, with peak tunneling current densities exceeding 1200 A/cm^2 in the best measured devices.
In addition to molecular beam epitaxy-grown InAlGaAs/InP devices, I also characterize single-junction O-band photonic power converters grown by metal-organic vapour phase epitaxy with two alternative absorber materials. A lattice-matched InGaAsP/InP device is compared to a more cost-effective lattice-mismatched GaInAs device grown on GaAs using a metamorphic buffer layer. Both devices are measured under 1319-nm laser illumination with a variety of beam sizes and peak efficiencies of 52.9% and 48.8% were measured for the InGaAsP/InP and the metamorphic-GaInAs/GaAs devices respectively. At illumination powers exceeding 100 mW, the performance begins to degrade with increasingly non-uniform illumination, indicating that illumination profiles should be as uniform as possible to maximize device performance.
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Rossi, Giuseppe Germano. "Etude de la réponse au rayonnement X entre 10KeV-100KeV des détecteurs à micro-pistes de germanium avec résolution spatiale et en énergie". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10089.
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Dans le cadre d'un developpement d'un detecteur avec resolution spatiale et en energie pour comptage de photons dans des experiences de diffusion compton, nous avons etudie, au sein de l'esrf-grenoble, les performances de deux capteurs de germanium a micro-pistes. Ces deux detecteurs, issus de deux differentes technologies de fabrication, ont une resolution en energie associee a une resolution spatiale correspondante a leur pas de pistes de 200m. Nous avons valide l'utilisation d'une nouvelle plaquette multicouches connectante a tres haute densite les pistes du capteur meme, refroidi a l'azote liquide dans son cryostat, a l'electronique de lecture situee au plus proche a temperature ambiante. La resolution en position ainsi que la reponse en energie ont ete experimentalement caracterisees en balayant le detecteur avec un faisceau ponctuel monochromatique de lumiere de synchrotron de largeur 15m. Le systeme d'acquisition des donnees est base sur la mesure en coincidence de la reponse des pistes du capteur. A des energies plus basses que 15kev, nous trouvons que la region d'isolation entre deux pistes voisines est une source de piegeage de charge. Nous observons le phenomene de division de charge entre deux pistes a partir de 30kev. Cet effet, que nous lions au processus de diffusion des porteurs dans le volume du semi-conducteur, reduit considerablement la qualite des spectres d'energie ainsi que la resolution spatiale du capteur. Toutefois, apres traitement par un algorithme qui corrige la division de charge des donnees brutes tout en utilisant l'information des signaux mesures en coincidence, le phenomene de division dans les spectres est completement supprime. Nous avons mis au point a partir du code egs4, un programme de simulation de la reponse en energie comprenant le processus de diffusion des charges dans le volume du capteur. Les spectres en energie ainsi calcules reproduisent remarquablement les donnees experimentales et confirment le role critique de la diffusion de la charge dans la reponse des capteurs a micro-pistes. La conclusion de ce travail est que les detecteurs a micro-pistes de germanium fonctionnent dans la region d'energie 30-100kev avec une resolution en energie et position proche des limites physiques imposes par le processus d'absorption des photons et la diffusion des charges mobiles.
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Besson, Claudine. "Effet photoréfractif dans l'oxyde de bismuth germanium (bi12Ge020) : détermination des paramètres du matériau, intensification de l'effet photoréfractif par un champ alternatif et amplification d'ondes optiques". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1989. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00718040.
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Etude des paramètres caractéristiques de l'effet photorefractif dans l'oxyde de bismuth germanium (bi12Ge020) par des expériences de diffraction d'ondes optiques. Ces résultats sont mis a profit pour la réalisation d'un amplificateur d'ondes optiques base sur le couplage dans le matériau. Les principaux paramètres photorefractifs mesures sont: la longueur de diffusion des porteurs de charge; la densité de centres ionises dans le noir; la photoconductivité. L'influence du dopage sur ces paramètres est discutées. Des améliorations des performances du bi12Geo20 sont obtenues en appliquant un champ alternatif créneau au cristal. Nous avons réalise des expériences de couplage d'onde sous champ créneau et en avons développé une description analytique. Cette technique intensifie le transfert d'énergie entre deux ondes
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Bouillon, Pierre. "Étude et application de nouvelles architectures du canal aux dispositifs MOS avancés". Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0165.
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Jusqu'a aujourd'hui, la transition d'une generation technologique a la suivante a ete assuree grace a l'application de simples regles de reduction d'echelle. Les travaux presentes ici concernent l'etude et l'application d'architectures de dispositifs mos plus proches de la rupture technologique, et susceptibles de donner un coup de fouet aux performances des transistors sub-0. 18 m. Il est demontre que les architectures canal a profil de dopage fortement retrograde (ions lourds, ions lourds completes par une epitaxie de silicium intrinseque) sont beaucoup plus efficaces que l'architecture traditionnelle (b,p) pour la suppression des effets canaux courts et la reduction des capacites de jonction parasites. Pour les applications necessitant des tensions de seuil elevees (0. 5-0. 6 v), le compromis entre courants on et off est defavorable pour les architectures a profil retrograde, en raison d'un facteur d'effet de substrat plus eleve. Neanmoins, adaptees pour etre utilisees en conjonction avec une grille mid-gap, elles pourraient concurrencer fortement l'architecture conventionnelle. De plus, pour les applications a faible tension de seuil (0. 2-0. 4 v), elles offrent un rapport entre courants on et off nettement superieur dans la gamme des tres petites dimensions et amenent une reduction sensible des capacites de jonction. Parallelement, les potentialites des canaux a heterostructures si-sige-si ont ete evaluees. Des resultats spectaculaires ont ete obtenus sur canal long mais l'integration de ce type d'architecture pose encore de serieux problemes technologiques. Enfin, plusieurs anomalies liees a l'utilisation de l'indium ont ete mises en evidence et analysees, liees en particulier a des problemes de solubilite limite, de gel d'impuretes et de possible desactivation locale au voisinage des source/drain. Ces differents phenomenes sont modelises et une nouvelle methode de determination des energies d'ionisation est proposee.
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Labdi, Yamina. "Caracterisation des structures n+in+ minces, a base de sillicium amorphe hydrogene par la methode des courants limites par charge d'espace : prise en compte des effets d'interface". Paris 7, 1988. http://www.theses.fr/1988PA077091.
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Cette these est principalement consacree a l'etude experimentale et theorique des structures minces du type metal/n**(+)in**(+)/metal a base de silicium amorphe hydrogene. Dans un premier temps, nous nous affranchissons des problemes des resistances parasites dues a la presence des jonctions metal/n**(+), en etudiant ces jonctions de facon detaillee lorsque le metal utilise est de l'oxyde d'etain, du chrome ou de l'aluminium. Nous serons amenes a corriger de facon empirique et si necessaire, les caracteristiques j(v) mesurees afin que celles ci decrivent le comportement de la couche centrale intrinseque. Nous presentons ensuite une nouvelle modelisation du transport des electrons injectes dans de telles structures. Cette modelisation prend en compte la contribution des courants dus a la diffusion des electrons a la densite de courant totale, ce qui permet de tenir compte de facon explicite du comportement des bandes aux interfaces n**(+)/i. L'ensemble des resultats obtenus sur nos echantillons nous mene a conclure que dans le cas de nos mesures, il n'y a pas de signe d'augmentation de la densite d'etats pres des interfaces n**(+)/i. Ces interfaces ne sont pas du tout abrupts mais entierement decrits par la densite des electrons pieges au voisinage du niveau de fermi. Quelques resultats concernant l'alliage si-ge depose au sein de notre laboratoire sont presentes a la fin de ce travail
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Kitschke, Philipp, Marc Walter, Tobias Rüffer, Heinrich Lang, Maksym V. Kovalenko y Michael Mehring. "From molecular germanates to microporous Ge@C via twin polymerization". Universitätsbibliothek Chemnitz, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-200917.
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Four molecular germanates based on salicyl alcoholates, bis(dimethylammonium) tris[2-(oxidomethyl)phenolate(2-)]germanate (1), bis(dimethylammonium) tris[4-methyl-2-(oxidomethyl)phenolate(2-)]germanate (2), bis(dimethylammonium) tris[4-bromo-2-(oxidomethyl)phenolate(2-)]germanate (3) and dimethylammonium bis[2-tert-butyl-4-methyl-6-(oxidomethyl)phenolate(2-)][2-tert-butyl-4-methyl-6-(hydroxymethyl)phenolate(1-)]germanate (4), were synthesized and characterized including single crystal X-ray diffraction analysis. In the solid state, compounds 1 and 2 exhibit one-dimensional hydrogen bonded networks, whereas compound 4 forms separate ion pairs, which are connected by hydrogen bonds between the dimethylammonium and the germanate moieties. The potential of these compounds for thermally induced twin polymerization (TP) was studied. Germanate 1 was converted by TP to give a hybrid material (HM-1) composed of phenolic resin and germanium dioxide. Subsequent reduction with hydrogen provided a microporous composite containing crystalline germanium and carbon (Ge@C – C-1, germanium content ∼20%). Studies on C-1 as an anode material for Li-ion batteries revealed reversible capacities of ∼370 mA h gGe@C−1 at a current density up to 1384 mA g−1 without apparent fading for 500 cyclesDieser Beitrag ist aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich
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Benjelloun, Nadia. "Caracterisation des niveaux profonds dans le materiau photorefractif bi : :(12) geo::(20) par analyse de transitoires de courant photo-induit". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13183.
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La methode est utilisee pour l'etude de la densite d'etats dans la bande interdite du silicium amorphe hydrogene et sur cdin::(2)s::(4). La caracterisation des niveaux ayant des energies d'ionisation thermique entre 0,1 ev et 0,9 ev, le modele de transfert de charge decrivant l'effet photorefractif et l'evaluation du niveau de recombinaison, sont faits dans le materiau photorefractif. Les effets du dopage (fer) et du codopage (fer, vanadium) sur les niveaux sont consideres. Le centre responsable de la capture d'electrons est aussi etudie par absorption optique et photoconductivite photoinduites. Les resultats s'accordent avec ceux des mesures de photorefractivite
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"FABRICATION AND OPTICAL PROPERTIES OF (I) ERBIUM-DOPED NANOWIRES CONTAINING GERMANIUM AND/OR ZINC OXIDE AND (II) POROUS GERMANIUM NANOWIRES". Texas Christian University, 2010. http://etd.tcu.edu/etdfiles/available/etd-04282010-134727/.
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Lei, Y., L. W. Teo, K. S. Yeong, Y. H. See, Wai Kin Chim, Wee Kiong Choi y J. T. L. Thong. "Fabrication of Highly Ordered Nanoparticle Arrays Using Thin Porous Alumina Masks". 2003. http://hdl.handle.net/1721.1/3662.
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Highly ordered nanoparticle arrays have been successfully fabricated by our group recently using ultra-thin porous alumina membranes as masks in the evaporation process. The sizes of the nanoparticles can be adjusted from 5-10 nm to 200 nm while the spacing between adjacent particles can also be adjusted from several nanometers to about twice the size of a nanoparticle. The configuration of the nanoparticles can be adjusted by changing the height of the alumina masks and the evaporation direction. Due to the high pore regularity and good controllability of the particle size and spacing, this method is useful for the ordered growth of nanocrystals. Different kinds of nanoparticle arrays have been prepared on silicon wafer including semiconductors (e.g., germanium) and metals (e.g., nickel). The germanium nanoparticle arrays have potential applications in memory devices while the nickel catalyst nanoparticle arrays can be used for the growth of ordered carbon nanotubes.Singapore-MIT Alliance (SMA)
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Tran, Tuan. "Synthesis of Germanium-Tin Alloys by Ion Implantation and Pulsed Laser Melting: Towards a Group IV Direct Band Gap Semiconductor". Phd thesis, 2017. http://hdl.handle.net/1885/131126.
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The germanium-tin (Ge1-xSnx) material system is expected to be a direct bandgap group IV semiconductor at a Sn content of 6.5−11 𝑎𝑡.%. Hence there has been much interest in preparing such alloys since they are compatible with silicon and they raise the possibility of integrating photonics functionality into silicon circuitry. However, the maximum solid solubility of Sn in Ge is around 0.5 𝑎𝑡.% and non-equilibrium deposition techniques such as molecular beam epitaxy or chemical vapour deposition have been used to achieve the desired high Sn concentrations.
In this PhD work, the combination of ion implantation and pulsed laser melting (PLM) is demonstrated to be an alternative promising method to produce a highly Sn concentrated alloy with good crystal quality. In initial studies, it was shown that 100 𝑘𝑒𝑉 Sn implants followed by PLM produced high quality alloys with up to 6.2 𝑎𝑡.%𝑆𝑛 but above these Sn concentrations the crystal quality was poor. The structural properties of the ≤6.2 𝑎𝑡.% alloys such as soluble Sn concentration, strain distribution and crystal quality have been characterised by Rutherford backscattering spectrometry (RBS), Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The optical properties and electronic band structure have been studied by spectroscopic ellipsometry. The introduction of substitutional Sn into Ge is shown to either induce a splitting between light and heavy hole subbands or lower the conduction band at the Γ valley.
However, at higher implant doses needed to achieve >6.2 𝑎𝑡.% 𝑆𝑛, ion-beam-induced porosity in Ge starts to occur, which drastically reduces the retained amount of the implanted Sn and such microstructure also hinders good crystallisation of the material during PLM. To solve this problem, it was shown that a nanometer thick SiO2 layer deposited on the Ge substrate prior to the implantation can largely eliminate the formation of porosity. This capping SiO2 layer also helps to increase the retained Sn concentration up to 15 𝑎𝑡.% after implantation, as well as significantly improving the crystal quality of the Ge-Sn layer after PLM. With the use of the capping layer, a good quality Ge-Sn layer with ~9 𝑎𝑡.% 𝑆𝑛 has been achieved using Sn implants at an energy of ~120 𝑘𝑒𝑉. However, the thin film alloys produced by 100 𝑘𝑒𝑉 or 120 𝑘𝑒𝑉 Sn implantation and PLM are shown to contain compressive strain as a result of the large lattice mismatch between Ge and high Sn content alloys. Such strain compromises the tendency towards a direct bandgap material and hence strain relaxation is highly desirable. A thermal stability study showed that the thin film strained material is metastable up to ~400℃, but thereafter Sn comes out of solution and diffuses to the material surface.
To investigate a possible pathway to the synthesis of strain-relaxed material, a higher Sn implant energy of 350 𝑘𝑒𝑉 was used to produce thicker alloy layers. XRD/reciprocal space mapping showed that this thicker alloy material is largely relaxed after PLM, which is beneficial for the direct band gap transition and solves the trade-off between higher Sn concentration and compressive strain. However, RBS indicates a sub-surface band of disorder which suggested a possible mechanism for the strain relaxation. Indeed, TEM examination of such material showed the material relaxed via the generation of non-equilibrium threading defects. Despite such defects, a PL study of this relaxed material found photon emission at a wavelength of ~2150 𝑛𝑚 for 6−9 𝑎𝑡.% 𝑆𝑛 alloys. However, the intensity of the emission was variable across different Sn content alloys, presumably as a result of the threading defects. A possible pathway to removing such defects is given that may enable both photodetectors and lasers to be fabricated at wavelengths above 2𝜇𝑚.
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Shinde, Satish Laxman. "Thermal Oxidation Strategies for the Synthesis of Binary Oxides and their Applications". Thesis, 2014. https://etd.iisc.ac.in/handle/2005/2899.
Texto completoResumen
Binary oxides constitute an outstanding class of functional materials with potential applications in many fields such as catalysis, gas sensing, field emission, solar cells, photodetection, etc. Due to the difference in their physical/chemical properties, different oxides have been explored for different applications. For examples, SnO2, Cr2O3 and ZnO are being explored for gas sensing due to their high adsorption capacity for volatile gases, ZnO, Cu2O etc. are being explored in solar cells because of high adsorption coefficient in UV/visible region and so on. Various techniques are available for synthesis of binary oxides and tuning their properties. Most of the physical or chemical synthesis techniques are expensive, need high cost instruments and produces hazardous chemical waste. We need a simple, cost effective and ecofriendly techniques for the synthesis of binary oxides.
In present work, a simple and facile thermal oxidation strategy has been employed for the synthesis of various binary oxides (Cu2O, GeO2 and ZnO). For example, CuO nanorods are obtained when Cu is heated around ~ 500 oC, which then heated in Ar atmosphere to obtain a film of porous Cu2O. Similarly, GeO2 with different morphologies and green-luminescent ZnO are obtained by controlling the reaction parameters. These oxides have then been explored for various applications including white light phosphors, catalysis for the degradation of dyes and non-contact thermometry. Overall, we present a thermal oxidation strategy for the synthesis of various binary oxides and explore potential applications in various fields.
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Shinde, Satish Laxman. "Thermal Oxidation Strategies for the Synthesis of Binary Oxides and their Applications". Thesis, 2014. http://etd.iisc.ernet.in/handle/2005/2899.
Texto completoResumen
Binary oxides constitute an outstanding class of functional materials with potential applications in many fields such as catalysis, gas sensing, field emission, solar cells, photodetection, etc. Due to the difference in their physical/chemical properties, different oxides have been explored for different applications. For examples, SnO2, Cr2O3 and ZnO are being explored for gas sensing due to their high adsorption capacity for volatile gases, ZnO, Cu2O etc. are being explored in solar cells because of high adsorption coefficient in UV/visible region and so on. Various techniques are available for synthesis of binary oxides and tuning their properties. Most of the physical or chemical synthesis techniques are expensive, need high cost instruments and produces hazardous chemical waste. We need a simple, cost effective and ecofriendly techniques for the synthesis of binary oxides.
In present work, a simple and facile thermal oxidation strategy has been employed for the synthesis of various binary oxides (Cu2O, GeO2 and ZnO). For example, CuO nanorods are obtained when Cu is heated around ~ 500 oC, which then heated in Ar atmosphere to obtain a film of porous Cu2O. Similarly, GeO2 with different morphologies and green-luminescent ZnO are obtained by controlling the reaction parameters. These oxides have then been explored for various applications including white light phosphors, catalysis for the degradation of dyes and non-contact thermometry. Overall, we present a thermal oxidation strategy for the synthesis of various binary oxides and explore potential applications in various fields.