Journal of Energy Conversion

fa بررسی تأثیرpH بر روی خواص ساختاری و اپتوالکترونیکی نانوساختارهای دی‌سولفید آهن (FeS2) سنتز شده به روش الکتروانباشت Investigating the effect of pH on the structural and optoelectronic properties of iron disulfide (FeS₂) nanostructures synthesized by the electrodeposition method تخصصي Special پژوهشي Research <div style="border-bottom: 1pt solid windowtext; padding: 0in 0in 1pt; text-align: justify;">در این پژوهش لایه‌های نازک نانوساختارهای دی‌سولفید آهن  (FeS2) در pH های متفاوت به روش الکتروانباشت بر روی زیرلایه‌ی FTO ساخته شدند. تأثیر pH محلول‌ها به‌عنوان پارامتر اثرگذار بر روی خواص فیزیکی لایه‌های نازک انباشت شده، مورد بررسی قرار گرفت. لایه‌های نازک تهیه‌شده توسط آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM)، طیف‌سنجی انرژی اشعه ایکس (EDX)، طیف‌سنجی رامان و نورتابناکی مورد مطالعه و مشخصه یابی قرار گرفتند. آنالیز XRD، پس از سولفوره کردن، فاز مکعبی دی‌سولفید آهن FeS2 را نشان داد. خلوص فاز نمونه‌های ساخته‌شده توسط طیف‌سنجی رامان و حضور عناصر Fe و S توسط آنالیز EDX مورد تأیید قرار گرفت. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که تغییر pH باعث تغییر در مورفولوژی، یکنواختی سطح و اندازه ذرات می‌شود. اندازه‌گیری‌های انجام‌گرفته توسط آنالیز موت شاتکی نشان داد که رسانندگی نمونه‌ها نوع p بوده و با کاهش pH چگالی حامل‌ها افزایش می‌یابد. بیش‌ترین چگالی حامل‌ها با این آنالیز /cm3 1012×58/75 برای نمونه با کم‌ترین pH اندازه‌گیری شد. مقدار گاف نواری حاصل از آنالیز نورتابناکی برای این نانوساختارها، 1/62 الکترون‌ولت محاسبه گردید. این گاف انرژی، جذب مؤثر در ناحیه مرئی را تضمین کرده و زمینه‌ساز استفاده از این ساختارها در ادوات فتوولتائیک خواهد بود. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، این ماده پتانسیل استفاده در ساخت ادوات اپتوالکترونیکی پربازده را دارا می‌باشد.</div> <div style="text-align: justify;">In this study, iron disulfide (FeS₂) nanostructured thin films were fabricated at different pH values on Fluorine-doped Tin Oxide (FTO) substrates via the electrodeposition method. The effect of solution pH, as an influential parameter, on the physical properties of the deposited thin films was investigated. The prepared thin films were characterized using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Raman spectroscopy, and photoluminescence (PL) spectroscopy. XRD analysis revealed the cubic phase of iron disulfide (FeS₂) after the sulfurization process. The phase purity of the synthesized samples was confirmed by Raman spectroscopy, while the presence of Fe and S elements was verified by EDX analysis. FESEM images showed that varying the pH alters the morphology, surface uniformity, and particle size of the films. Mott-Schottky analysis indicated that the samples exhibit p-type conductivity, with the carrier density increasing as the pH decreases. The highest carrier density, measured by this analysis, was 58.75 × 10¹² /cm⁻³ for the sample prepared at the lowest pH. The bandgap value, calculated from photoluminescence analysis, was found to be 1.63 eV. This bandgap ensures efficient absorption in the visible region, paving the way for the application of these structures in photovoltaic devices. Based on the obtained results, this material demonstrates significant potential for application in the fabrication of high-efficiency optoelectronic devices</div> نانوساختارهای دی‌سولفید آهن , پیریت, الکتروانباشت, موت شاتکی, خواص اپتوالکترونیکی, ولتاژ فلت باند FeS₂ nanostructures, Pyrite, Electrodeposition, Mott-Schottky analysis, Optoelectronic properties, Flat band voltage. 53 65 http://jeed.dezful.iau.ir/browse.php?a_code=A-10-428-1&slc_lang=fa&sid=1 maryam zebarjad مریم زبرجد zebarjad.m@iau.ac.ir 10031947532846005437 10031947532846005437 Yes Department of pyysics, Dez.C., Islamic Azad University, Dezful, Iran گروه فیزیک، واحددزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران