Termisesti karbidoidun ja märkäoksidoidun huokoisen piin

Abstract

Huokoinen pii on alkuainepiistä anodisoimalla valmistettava materiaali, jonka helposti muokattavat ominaisuudet tekevät siitä käyttökelpoisen materiaalin laajaan sovellusten kirjoon. Huokosten kokoon ja huokoisuuteen voidaan vaikuttaa anodisoinnilla, ja pintarakennetta on mahdollista muokata useilla erilaisilla jälkikäsittelymenetelmillä. Huokoista piitä käytetäänkin muun muassa optisissa, sensitiivisissä ja biologisissa sovelluksissa.

Valkoista valoa emittoivien LED:ien käyttö valaistus- ja näyttöteknologioissa on lisääntynyt viime vuosina niiden tehokkuuden parantumisen myötä. Auringonvalon kaltaisen valkoisen valon spektrin tuottamiseksi joudutaan kuitenkin käyttämään useiden eriväristen valonlähteiden yhdistelmiä, mikä rajoittaa näiden teknologioiden kehitystä. Ratkaisuna tähän onkin valkoista valoa emittoivien materiaalien kehittäminen, minkä takia huokoisen piin fotoluminesenssin tutkiminen on osoittautunut mielekkääksi.

Tässä työssä perehdyttiin termisesti karbidoidun ja märkäoksidoidun huokoisen piin fotoluminesenssin intensiteettiin ja aallonpituusjakaumaan. Valmistusparametrien vaikutusta näihin ominaisuuksiin tutkittiin mittaussarjoissa, joissa muuteltiin anodisoinnissa käytettävää syövytysvirtatiheyttä ja syövytysaikaa. Fotoluminesenssi-spektrien mittaamiseen käytettiin fluoresenssispektrofotometria.

Syövytysparametrien vaikutus fotoluminesenssin intensiteettiin ja aallonpituusjakaumaan selvitettiin ja havainnollistettiin onnistuneesti. Työssä havaittiin selvästi syövytysajan vaikutus fotoluminesenssin kokonaisintensiteettiin sekä syövytysvirtatiheyden vaikutus fotoluminesenssispektrin punasiirtymään. Lisäksi onnistuttiin selvittämään fotoluminesenssin tuottamiseen soveltumattomat syövytysparametrit.