Publication detail

Investigating the thickness-effect of free-standing high aspect-ratio TiO2 nanotube layers on microwave-photoresponse using planar microwave resonators

Year: 2023

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Applied Materials Today

Publisher name: Elsevier Science BV

Place: Amsterdam

Page from-to: 101832

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Průzkum vlivu tloušťky volně stojících vrstev TiO2 nanotrubiček s vysokým poměrem stran na mikrovlnnou fotoodezvu pomocí planárních mikrovlnných rezonátorů	Jednodimensionální vrstvy nanotrubiček TiO2 (TNT) jsou slibným kandidátem na UV detekci díky své výrazné anizotropní geometrii, která je účinná pro sběr světla a rychlý transport nosičů. Zde byla modelováním a experimentálně využita účinnost fotosenzitivity vrstev TNT o různých tloušťkách 15, 50, 80 a 110 um v mikrovlnném frekvenčním režimu. Planární mikrovlnný dělený prstencový rezonátor (PMSRR) byl navržen a vyroben tak, aby pracoval při -8 GHz pro studium vrstev TNT monitorováním parametru rozptylu (S21) PMSRR při konstantním výkonu UV záření -96,4 mu W/cm2. Podle výsledků vykazovaly vrstvy TNT o tloušťce 80 um nejvyšší variaci rezonanční amplitudy pro přizpůsobený PMSRR. Změna rezonanční amplitudy byla přisuzována především kolísání vodivosti, které přispěla porucha koncentrace zachycených elektronů jako dominantního faktoru pod UV osvětlením a jejich interakce elektromagnetických vln. Hlavní výhodou navrhované metody PMSRR pro mikrovlnné monitorování fotosenzitivity oproti konvenčním měřením stejnosměrné (DC) vodivosti je eliminace vlivu přechodového odporu mezi vrstvami TNT a kovovými elektrodami s využitím bezkontaktního aspektu vlnových interakcí s vrstvami TNT při mikrovlnný režim pro provádění bezelektrodových měření.	Planární mikrovlnný rezonátor; TiO2; nanotrubice; Mikrovlnné snímání v reálném čase; UV detekce
eng	Investigating the thickness-effect of free-standing high aspect-ratio TiO2 nanotube layers on microwave-photoresponse using planar microwave resonators	One-dimensional TiO2 nanotube (TNT) layers are a promising candidate for UV detection due to their distinctive anisotropic geometry which is effective for light harvesting and rapid carrier transport. Here, the photosensitivity efficiency of TNT layers with various thicknesses of 15, 50, 80, and 110 mu m was utilized at a microwave frequency regime by modeling and experimentally. A planar microwave split ring resonator (PMSRR) was designed and fabricated to operate at -8 GHz to study TNT layers by monitoring the scattering parameter (S21) of the PMSRR under a constant UV irradiation power of -96.4 mu W/cm2. According to the results, the 80 mu m thick TNT layers demonstrated the highest resonant amplitude variation for the customized PMSRR. The change of the resonant amplitude was mainly attributed to the conductivity variation contributed by perturbation of trapped electron concentration, as the dominant factor under UV illumination, and their electromagnetic wave interaction. The main advantage of the proposed method of PMSRR for microwave photosensitivity monitoring over the conventional direct current (DC) conductivity measurements is to eliminate the effect of contact resistance between the TNT layers and metal electrodes utilizing the contactless aspect of wave interactions with the TNT layers at microwave regime to perform electrode-less measurements.	Planar microwave resonator; TiO2; Nanotube; Real-time microwave sensing; UV detection

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links