Ανάπτυξη νανονημάτων ZnO για τη δημιουργία μικροπυκνωτών

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η ανάπτυξη νανονημάτων οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO) και η αξιοποίησή τους για την κατασκευή υπερπυκνωτών. Τα νανονήματα ZnO κατασκευάστηκαν σε δυο στάδια, όπου στο πρώτο στάδιο πραγματοποιείται η εναπόθεση του στρώματος πυρήνωσης με τη μέθοδο της φυγοκέντρισης και στο δεύτερο στάδιο πραγματοποιείται η ανάπτυξη των νανονημάτων με την υδροθερμική μέθοδο. Οι κατασκευασμένες νανοδομές μελετήθηκαν με ηλεκτρονική μακροσκοπία σάρωσης (SEM) για να καθοριστούν οι επιδράσεις που έχουν οι διαφορετικές συνθήκες ανάπτυξης και να μετρηθούν οι διαστάσεις τους, όπως το μήκος τους, η διάμετρος τους και η πυκνότητα τους. Επιπλέον, μετρήθηκε η αγωγιμότητα του στρώματος πυρήνωσης ZnO με τη μέθοδο τεσσάρων ακίδων (Four Point Probe), αφού για τη δημιουργία και τον χαρακτηρισμό των υπερπυκνωτών είναι απαραίτητο να επιβεβαιωθεί ότι είναι αγώγιμο. Στην συνέχεια δημιουργήθηκαν διατάξεις υπερπυκνωτών από δυο δείγματα που λειτουργούσαν ως τα ηλεκτρόδια και έναν υδατικό ηλεκτρολύτη χλωριούχου καλίου (KCl). Για τις διατάξεις των υπερπυκνωτών πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις κυκλικής βολταμετρίας και γαλβανοστατικές μετρήσεις για τον ηλεκτρικό χαρακτηρισμό τους. Τέλος, παρατηρήθηκε και μελετήθηκε η λειτουργία των υπερπυκνωτών που περιείχαν ZnO ως ανιχνευτές υπεριώδης (UV) ακτινοβολίας. Για τη μελέτη των ιδιοτήτων των υπερπυκνωτών ως ανιχνευτών UV πραγματοποιήθηκαν επιπλέον ποτενσιοστάτες μετρήσεις και υπολογίστηκε η ευαισθησία και η ταχύτητα αντίδρασης τους ως ανιχνευτές UV ακτινοβολίας.