الكتروسنتز لايه نازك نيم­رسانا از طريق خوردگي/آندايزينگ فلز در محيط قليايي: ساخت اتصال شاتكي مس/مس اكسيد

Semiconducting Thin-Film Electrosynthesis via Metal Corrosion/Anodizing in Alkaline Media: Fabrication of a Copper/Copper Oxide Schottky Junction

الكتروسنتز آسان فيلم نيم­رساناي نانوساختار بر روي بستر فلز با استفاده از مواد ارزان و دوستدار محيط زيست جزو موضوعات جالب، كاربردي و مهم صنعتي در حوزه بهره­برداري از انرژي­هاي تجديدپذير و تبديل كربن دي­اكسيد به سوخت است. در پروژه حاضر با انجام آندايزينگ مس در محيط قليايي غليظ، فيلم نيم­رساناي مس اكسيد بر روي بستر فلز (اتصال شاتكي) تهيه شد و توانايي الكترود ساخته شده (اتصال فلز/نيم­رسانا) در توليد فوتوجريان كاتدي بروش فوتوالكتروشيميايي مورد ارزيابي قرار گرفت. بررسي­هاي الگوي پراش پرتو ايكس و مطالعات ميكروسكوپ الكتروني روبشي ميدان گسيل نشان داد فيلم الكتروترسيب شده، مس اكسيد با ساختار متخلخل و متشكل از ذرات نانومتري است. فيلم رفتار نيم­رساناي نوع p داشته و تحت تابش فوتون از آن مي­توان براي انجام فرايندهاي فوتوكاهشي استفاده نمود. سهولت الكتروسنتز (عدم نياز به اعمال شرايط ترسيب تحت خلاء و عمليات حرارتي در اتمسفر اكسيژني) از ويژگي منحصر بفرد روش حاضر است كه از آن مي­توان در مقياس وسيع براي ساخت فوتوالكترودهاي اتصال شاتكي، فيلم نيم­رسانا بر روي بستر فلز استفاده نمود

Facile electrosynthesis of a nanostructured semiconducting thin-film upon a metal substrate by using low-cost eco-friendly materials is among interesting applied as well as industrially important matters in the field of renewable energies utilization and carbon dioxide conversion to fuel. Herein, a semiconducting copper oxide film was prepared on a copper substrate by its anodizing in a concentrated alkaline solution. The ability of the fabricated electrode (metal/semiconductor, called Schottky junction) was examined through a photoelectrochemical approach. X-ray diffraction pattern and field emission scanning electron microscopic investigations revealed that the electrodeposited film is a copper oxide with porous structure, consisting of nanometric particles. The film has a p-type semiconducting nature and under illuminated condition, it can be employed for photo-reductive processes. Ease of electrosynthesis (no need to apply deposition conditions in vacuo and subsequent heat treatment in oxygen atmosphere) is the unique feature of the present method, which can be used on large-scale fabrication of Schottky junction [metal/semiconductor] photoelectrodes.