Sledování základních elektrochemických procesů na polovodičové křemíkové elektrodě v elektrolytech na bázi fluoridových iontů

• Název práce v češtině: Sledování základních elektrochemických procesů na polovodičové křemíkové elektrodě v elektrolytech na bázi fluoridových iontů
• Název v anglickém jazyce: Study of basic electrochemical processes on the semiconductor silicon electrode in fluorid based electrolytes
• Klíčová slova: křemík, polovodič, pásová struktura, elektrochemie, lineární voltametrie, rozhraní polovodič-elektrolyt
• Klíčová slova anglicky: silicon, semiconductor, band structure, electrochemistry, linear voltammetry, semicondutor-electrolyte interface
• Akademický rok vypsání: 2022/2023
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra analytické chemie (31-230)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Juraj Dian, CSc.

Seznam odborné literatury

1. R. Memming, Semiconductor electrochemistry, 2. vydání, Wiley-VCH, Weinheim, 2015.
2. M. Sailor, Porous Silicon in Practice, Wiley, 2011.
3. V. Lehmann, Electrochemistry of Silicon, Wiley-WCh, Weinheim 2002.
4. články v odborných časopisech

Předběžná náplň práce

Při elektrochemickém leptání krystalického křemíku v kyselině fluorovodíkové vzniká při vhodných podmínkách porézní křemík, který je výjimečný přítomností nanokrystalických útvarů. Tyto jsou odpovědny za unikátní vlastnosti porézního křemíku zejména viditelnou fotoluminiscenci při pokojové teplotě. Obdobný vznik nanokrystalických útvarů v procesu leptání nebyl pozorován u dalších materiálů; mechanizmus tvorby porézní vrstvy u samotného krystalického křemíku rovněž nebyl doposud uspokojivě vysvětlen. Pro pochopení mechanizmu vzniku nanokrystalického křemíku hrají rozhodující roli procesy na rozhraní elektrolyt-polovodič. Základní odlišnosti v chování systému elektrolyt-polovodič určuje pozice Fermiho energie v oblasti zakázaných energií mezi valenčním a vodivostním pásem a dvojí typ kontaktů (ohmický a Schottkyho) vznikajících na rozhraní elektrolyt-polovodič. Hlavní metodou studia základních vlastností rozhraní elektrolyt-polovodič bude lineární voltametrie.

Zásady pro vypracování:
1. Seznámení se s fyzikálními a chemickými vlastnostmi křemíku, pásovou strukturou látek a elektrochemickými metodami.
2. Příprava roztoků fluoridových iontů a různých typů křemíkových elektrod (různé typy dopování (P a N) a krystalové orientace (100) a (111) substrátů krystalického křemíku).
3. Měření lineárních voltamogramů vybraných systémů, hledání optimálních parametrů pro pozorování různých procesů na elektrodách.
4. Vysvětlení pozorovaných závislostí.