Optimalizace ITO vrstev pro přípravu opto-elektrochemicky aktivních elektrod

Bc. Radka ŠIMEROVÁ

Diplomová práce

Anotace:

Tato práce se zabývá základními materiálovými vlastnostmi materiálu označovaného ITO, směsí oxidu inditého a oxidu cíničitého ze skupiny transparentních vodivých oxidů (TCO), a jejich vlivem na elektrochemické vlastnosti těchto vrstev při použití jako pracovní elektrody v cyklické voltametrii. Studie se dále zaměřuje na depozici vrstev pomocí nízkoteplotního radiofrekvenčního (RF) magnetronového naprašování za účelem přípravy amorfních tenkých vrstev, které jsou následně žíhány při různých teplotách, aby se dosáhlo vrstev s různou krystalinitou a elektrickými vlastnostmi. K analýze vlastností tenkých vrstev byla provedena rentgenová difraktometrie, čtyřbodová metoda, Van der Pauwovo měření, Hallovo měření, energeticky disperzní rentgenová spektrometrie, skenovací elektronová mikroskopie, elipsometrie a zejména cyklická voltametrie v kyselém, zásaditém a především redoxním roztoku. Cílem práce je poukázat na hlavní vlastnosti tohoto materiálu zodpovědné za získání elektrochemického senzoru s vysokou citlivostí, jehož náklady na přípravu mohou být mnohem nižší než u standardně používaných materiálů pro pracovní elektrody v elektrochemii.

Abstract:

This thesis investigates the fundamental material properties of Indium Tin Oxide (ITO), a member of Transparent Conductive Oxides (TCOs), and their influence on electrochemical performance of these layers when employed as working electrodes in cyclic voltammetry. Further, the study focuses on the deposition of the layers via low-temperature radiofrequency (RF) magnetron sputtering in purpose to prepare amorphous structures which are subsequently annealed at different temperatures to reach layers of different crystallinity and electrical properties. X-ray diffractometry, 4-point method, Van der Pauw, Hall measurement, energy dispersive X-ray spectrometry, scanning electron microscopy, ellipsometry and notably, cyclic voltammetry in acidic, basic and mainly redox solution was performed to analyse characteristics of the thin films. The aim is to highlight the main properties responsible to acquire electrochemical sensor of high sensitivity whose preparation costs can be much lower than from standardly used materials for working electrodes in electrochemistry. For these purposes, Hall measurement with direct current was initiated and electrochemical cell for operation in inert atmosphere was improved.

Klíčová slova

ITO, TCO, tenké vrstvy, cyklická voltametrie, měrný elektrický odpor, krystalinita

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 4. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Mgr. Petr Sezemský, Ph.D.

JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzikální měření a modelování / Fyzikální měření a modelování