Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (6), 678–687
Studies on Sn doped cadmium sulfide thin films as highly selective green light photosensors
Yogesh C. Sharma – Department of Physics, Jaipur National University, Jagatpura, Jaipur-302017, Rajasthan, India
Snehal D. Patil – Department of Physics, Vivekananda Global University, Jagatpura, Jaipur-303012, Rajasthan; Bulk and Nanomaterials Research Lab, Department of Physics, R. L. College, Parola, Jalgaon-425111, Maharashtra, India
Harshal A. Nikam – Department of Physics, Vivekananda Global University, Jagatpura, Jaipur-303012, Rajasthan; Bulk and Nanomaterials Research Lab, Department of Physics, R. L. College, Parola, Jalgaon-425111, Maharashtra, India
Padmaja Sharma – Department of Electronics and Communication Engineering, BIT Mesra, Jaipur Centre, Malviya Industrial Area, Jaipur 302017, Rajasthan, India
Dinesh B. Borse – Bulk and Nanomaterials Research Lab, Department of Physics, R. L. College, Parola, Jalgaon-425111, Maharashtra, India
Devidas R. Patil – Bulk and Nanomaterials Research Lab, Department of Physics, R. L. College, Parola, Jalgaon-425111, Maharashtra, India
Corresponding author: Yogesh C. Sharma, yc.sharma.vit@gmail.com
PACS 07.07.Df, 73.50.Lw, 61.10.Nz, 85.60.Gz
DOI 10.17586/2220-8054-2022-13-6-678-687
ABSTRACT Thin films of Tin (Sn) doped Cadmium Sulfide (CdS) have been grown by chemical bath deposition technique. It was observed that all fabricated thin films (doped & undoped) were polycrystalline with nanoscaled crystallites and cubic crystal structure of CdS. SEM micrographs show nanorod structure of CdS and Sn doped CdS. EDS analysis shows the deficiency of sulfur and excess of cadmium in the films. UV-VIS spectroscopy confirms increase in band gap with doping of the films. Microstructural analysis shows that the particle size increases with increasing concentration of the Sn on excitation with 483 nm. The gravimetric analysis shows that the thickness of the pure CdS thin film measured is 134.41 nm, which increases with doping concentrations of tin. Electrical conductivity measurements show that the material switches its Negative Temperature Coefficient (NTC) to Positive Temperature Coefficient (PTC) nature with increase in temperature. TEP measurements show n type semiconducting nature of the films which is highly photo sensitive. The pure CdS thin film was observed to be less sensitive to the green light, however, the Sn (3 wt%) doped CdS thin films exhibit enhanced photo response particularly to green light.
KEYWORDS photosensors, thermoelectric, X-ray diffraction, photodetectors
ACKNOWLEDGEMENTS Authors thank JNU, Jaipur for generous financial help to complete this research works.
FOR CITATION Sharma Y.C., Patil S.D., Nikam H.A., Sharma P., Borse D.B., Patil D.R. Studies on Sn doped cadmium sulfide thin films as highly selective green light photosensors. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (6), 678–687.
[In Russian] Ю. К. Шарма, Снехал Д. Патил, Харшал А. Никам, Падмаджа Шарма, Динеш Б. Борс, Д. Р. Патил
Исследования тонких пленок сульфида кадмия, легированных Sn, в качестве высокоселективных фотосенсоров зеленого света
АННОТАЦИЯ Тонкие пленки сульфида кадмия (CdS), легированного оловом (Sn), были выращены методом химического осаждения. Было замечено, что все тонкие пленки (легированные и нелегированные) были поликристаллическими с наноразмерными кристаллитами и кубической кристаллической структурой CdS. Согласно данным СЭМ CdS и CdS, легированный Sn представляют собой наностержни. Анализ ЭДС показывает дефицит серы и избыток кадмия в пленках. Спектроскопия UV-VIS подтверждает увеличение ширины запрещенной зоны при легировании пленок. Микроструктурный анализ показывает, что размер частиц увеличивается с увеличением концентрации Sn. Гравиметрический анализ показывает, что толщина тонкой пленки чистого CdS составляет 134 нм и увеличивается с увеличением концентрации легирующего олова. Измерения электропроводности показывают, что материал меняет свой отрицательный температурный коэффициент на положительный температурный коэффициент при повышении температуры. Измерения ТЭП показывают полупроводниковую природу пленок n-типа, которая обладает высокой светочувствительностью. Было обнаружено, что тонкая пленка чистого CdS менее чувствительна к зеленому свету, однако тонкие пленки CdS, легированные оловом (3 мас.%), демонстрируют повышенный фотоотклик, особенно на зеленый свет.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА фотодатчики, термоэлектрические, рентгеновские, фотодетекторы.
