Surface Modification of N-Gaas Semiconductor With Metalloporphyrin / Polysiloxane Matrices Effect of Modification On : Band-Edge Positions, Short Circuit Current and Surface Stability in Aqueous Photoelectrochemistry

يجري حاليا البحث في أشباه المواصلات كعوامل مساعدة للاستفادة من الطاقة الشمسية. وفي واحد من أهم التطبيقات للخلايا الكهروكيموضوئية (photoeleetrochemi cells)، حيث تستخدم سطوح أشباه الموصلات كعوامل مساعدة لتحليل الماء إلى غازي الهيدروجين والأكسجين باستخدام الضوء. ولسوء الحظ وحتى الآن، لا يوجد أي شبه موصل تتوفر فيه مزايا العامل المساعد الملائم لتحليل الماء، لذا بات من المرغوب فيه إزاحة حواف حزم الطاقة Energy band edges في شبه الموصل بشكل إيجابي لتسهيل عبور الشحنات لسطح شبه الموصل، وتحسين مقاومة ذلك السطح للتلف والتآكل. لقد قمنا بتطوير تقنية جديدة للتحكم بمواقع حواف حزم الطاقة في شبه الموصل. حيث طمرت كبريتات رباعي (4- بريديل) بورفرينات المنغنيز prophyrinatomanganese (ІІІ) sulfate) (3) Tetra (-4- pyridy1)) التي تحوي خليطاً من أيونات المنغنيزMn 2+ و (Mn3+ في نسيج مبلمر عديد السايلوكسان (polysiloxane) وتم تثبيته على سطح رقائق النوع السالب من أرزينيد الغاليوم (n-GaAs). ومن ثم شوي شبه الموصل المعالج بالمبلمر والبورفرينات في جو من النيتروجين تمهيداً لاستخدامه في دراسة كهروكيموضوئية استخدم فيها الماء وفوق كلورات الليثيوم بالإضافة إلى سداسي سيانيد الحديد (ІІ) وسداسي سيانيد الحديد (ІІІ) كزوج تأكسد- اختزال. أكدت النتائج وجود إزاحة إيجابية (positive shift) في جهد الحزمة المستوية Flat band potential)) لشبه الموصل نتيجة لوجود بورفرينات المنغنيز. حيث أشارت منحنيات موت- شوتكي (Mott- sckotky plots) إلى وجود إزاحة موجبة في جهد الحزمة المستوية. كما أكدت ذلك وجود إزاحة موجبة في قيم كل من جهد الانطلاق (onset potential ) لتيار الظلمة (Darkcurrent) وجهد الدائرة المفتوحة (open circuit potential) للتيار الضوئي (photocurrent). وعلى النقيض مما أظهرته التقارير السابقة فان قيمة تيار الدارة المختصرة (short- circuit current) لشبه الموصل المعالج قد أظهر ثباتا أكثر في مقاومة التحطيم الضوئي مقارنة بشبه الموصل غير المعالج. كما أن كفاءة الخلية تحسنت بشكل ملحوظ.