Co skrywa niewidzialna warstwa półprzewodników? Publikacja w czasopiśmie z grupy „Nature” | Politechnika Gdańska

Doktorantka dowodzi w artykule, że rentgenowska spektroskopia fotoelektronów (XPS) to świetne narzędzie do zrozumienia, co dzieje się na powierzchni półprzewodnika. Ta wiedza może okazać się przydatna do zaproponowania rozwiązań mających na celu zwiększenie wydajności konwersji energii fotoaktywnych materiałów, które wykorzystywane są m.in. w fotowoltaice czy fotokatalizie.

– Półprzewodniki mają wiele zastosowań, m.in. w oczyszczaniu ścieków czy produkcji czystej energii. Znajomość stanu chemicznego ich powierzchni jest istotna dla regulowania reaktywności chemicznej w zastosowaniach fotokatalitycznych i fotowoltaicznych – tłumaczy mgr inż. Marta Kowalkińska.

Fotoelektronowa spektroskopia rentgenowska (XPS) jest techniką analizy powierzchni, która polega na analizie rozkładu energii kinetycznej fotoelektronów emitowanych z próbki wystawionej na działanie promieni rentgenowskich.

– W dużym uproszczeniu technika ta pozwala określić skład chemiczny powierzchni materiałów wraz z informacjami o pierwiastkach. Na przykład szczegółowa charakterystyka powierzchni może pomóc w kontroli osadzania metali szlachetnych na powierzchni fotokatalizatora w celu ułatwienia transferu ładunku, wspomagać separację nośników ładunku i poszerzać absorpcję światła – mówi mgr inż. Marta Kowalkińska. –Technika ta może wykrywać zanieczyszczenia lub degradację powierzchni półprzewodników już na etapie ich produkcji. Może również służyć do monitorowania zmian w stanie utlenienia powierzchni półprzewodnika wywołanych narażeniem na warunki środowiskowe, takie jak powietrze czy woda, co może pomóc w wyjaśnieniu mechanizmów reakcji fotokatalitycznych oraz poprawie stabilności półprzewodnika – dodaje.

Więcej w artykule

Wyróżnienie PAN, nagroda Royal Society of Chemistry i grant Preludium

Mgr inż. Marta Kowalkińska otrzymała wyróżnienie w Konkursie o Nagrodę Oddziału PAN w Gdańsku dla Młodych Naukowców za rok 2024 w obszarze nauk ścisłych i o Ziemi za pracę dotyczącą nowoczesnych metod fotokatalitycznego usuwania farmaceutyków z wód. Została doceniona za nowatorskie podejście do inżynierii materiałowej oraz potencjał aplikacyjny w ochronie środowiska. Otrzymała też m.in. nagrodę Royal Society of Chemistry na 12th European Conference on Solar Chemistry and Photocatalysis: Energy and Environmental Applications.

Doktorantka jest też laureatką konkursu Preludium. Narodowe Centrum Nauki przyznało jej ponad 200 tys. zł na realizację projektu „Fotokataliza heterogeniczna bez surowców krytycznych: badanie mechanizmów generowania i transportu nośników ładunku w fotokatalizatorach hybrydowych zawierających porowate polimery organiczne”.

Promotorką mgr inż. Marty Kowalkińskiej jest prof. Anna Zielińska-Jurek z Katedry Inżynierii Procesowej i Technologii Chemicznej na Wydziale Chemicznym PG.