Infrared-sensitive Cu2O/CuO nanocomposite films synthesized via vacuum condensation and atmospheric annealing

Автор(и)

  • S. Dukarov V. N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv 61022, Ukraine
  • M. Fijalkowski Technical University of Liberec Studentska, Liberec 46117, Czech Republic
  • S. Petrushenko V. N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv 61022, Ukraine
  • I. Churilov V. N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv 61022, Ukraine
  • R. Sukhov V. N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv 61022, Ukraine

DOI (Low Temperature Physics):


https://doi.org/10.1063/10.0043158

Ключові слова:

Cu2O/CuO, нанокомпозитні плівки, оксидні сенсори, нанокристали, середній iнфрачервоний діапазон

Анотація

Роботу присвячено дослідженню сенсорних властивостей нанокомпозитних плівок Cu2O/CuO, отриманих з використанням вакуумної конденсації та послідуючої функціоналізації шляхом атмосферного відпалювання. Встановлено, що запропонована методика отримання дозволяє створити нано-композитні плівки з розміром структурних елементів на рівні 20 нм, які мають двофазну будову. Показано, що отримані плівкові структури є чутливими до інфрачервоного випромінювання та можуть реагувати навіть на теплове випромінювання тіла людини. Отримано вказівки на наявність додаткових механізмів чутливості сенсорних шарів та запропоновано фізичні міркування стосовно цих механізмів.

Посилання

1. J. Bourely, L. De Sousa, N. Fumeaux, O. Vorobyov, C. Beyer, and D. Briand, Micro Nano Eng. 19, 100185 (2023).https://doi.org/10.1016/j.mne.2023.100185

2. M. M. Monroe, N. Fumeaux, L. G. Villanueva, and D. Briand, Adv. Mater. Technol. 9, 2300745 (2024).https://doi.org/10.1002/admt.202300745

3. M. I. Sobirov, A. Yu. Samardak, S. A. Satsuk, K. A. Rogachev, N. A. Ognev, G. A. Leyko, A. O. Lembikov, S. M. Pisarev, S. V. Komogortsev, A. V. Ognev, and A. S. Samardak, J. Supercond. Nov. Magn. 38, 41 (2025).https://doi.org/10.1007/s10948-024-06890-8

4. A. Telegin, M. Stebliy, A. Ognev, V. Bessonov, and S. Batalov, Indian J. Phys. 99, 43 (2025).https://doi.org/10.1007/s12648-024-03241-0

5. M. Stebliy, Z. Namsaraev, M. Bazrov, M. Letushev, V. Antonov, A. Kozlov, E. Steblii, A. Davydenko, A. Ognev, T. Ono, and A. Samardak, ACS Appl. Electron. Mater. 7, 2689 (2025).https://doi.org/10.1021/acsaelm.4c02000

6. R. Zainul, B. Oktavia, I. Dewata, and J. Efendi, IOP Confer. Ser. Mater. Sci. Eng. 335, 012039 (2018).https://doi.org/10.1088/1757-899X/335/1/012039

7. P. R. Jubu, J. D. Fanafa, A. B. Atsuwe, C. Mbakaan, Y. Yusof, O. S. Obaseki, M. B. Ochang, E. Danladi, V. Mbah, and T. Mkanan, Results Mater. 23, 100599 (2024).https://doi.org/10.1016/j.rinma.2024.100599

8. А. V. Uschakov, I. V. Karpov, А. А. Lepeshev, and S. M. Zharkov, Vacuum 128, 123 (2016).https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2016.03.025

9. F. Bayat and S. Sheibani, Mater. Res. Bull. 145, 111561 (2022).https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2021.111561

10. D. Jiang, J. Xue, L. Wu, W. Zhou, Y. Zhang, and X. Li, Appl. Catal. B Environ. 211, 199 (2017).https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.04.034

11. S. Ali, A. Razzaq, H. Kim, and S. I. In, Chem. Eng. J. 429, 131579 (2022).https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131579

12. A. M. Alotaibi, E. Muayqil, N. A. Abass, M. A. Alhajji, A. A. Bubshait, N. E. Alhazmi, and A. A. Almuqhim, Renew. Energy 235, 121326 (2024).https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.121326

13. L. Wu, J. Cheng, and J. Luo, Chem. Sus. Chem. 18, 202401994 (2025).https://doi.org/10.1002/cssc.202401994

14. M. Quintero, M. Manrique-Moreno, H. Riascos, R. A. Torres-Palma, S. Castro-Narvaez, Y. P. and Ávila-Torres, Int. J. Mol. Sci. 25, 6817 (2024).https://doi.org/10.3390/ijms25136817

15. N. D. Khiavi, R. Katal, S. K. Eshkalak, S. Masudy-Panah, S. Ramakrishna, and H. Jiangyong, Nanomaterials 9, 1011 (2019).https://doi.org/10.3390/nano9071011

16. A. A. Novikova, D. Y. Moiseeva, E. V. Karyukov, and A. A. Kalinichenko, Mater. Lett. 167, 165 (2016).https://doi.org/10.1016/j.matlet.2015.12.157

17. F. Teng, K. Hu, W. Ouyang, and X. Fang, Adv. Mater. 30, 1706262 (2018).https://doi.org/10.1002/adma.201706262

18. J. Lv, C. Kong, Y. Xu, Z. Yang, X. Zhang, S. Yang, G. Meng, J. Bi, J. Li, and S. Yang, Sens. Actuators B Chem. 248, 630 (2017).https://doi.org/10.1016/j.snb.2017.04.052

19. O. Lupan, N. Ababii, A. K. Mishra, O. Gronenberg, A. Vahl, U. Schürmann, V. Duppel, H. Krüger, L. Chow, L. Kienle, F. Faupel, R. Adelung, N. H. de Leeuw, and S. Hansen, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 42248 (2020).https://doi.org/10.1021/acsami.0c09879

20. H. Kuzhandaivel, K. Paramasivam, S. Manickam, and K. S. Nallathambi, J. Appl. Electrochem. 53, 1869 (2023).https://doi.org/10.1007/s10800-023-01887-y

21. H. Qian, W. Yan, Y. Li, X. Zhou, S. Xia, Y. Qin, P. Mao, B. Xie, M. Han, and J. Hu, Small Struct. 6, 2400549 (2025).https://doi.org/10.1002/sstr.202400549

22. K. K. Pawar, T. U. Kim, A. Mirzaei, P. S. Patil, H. W. Kim, and S. S. Kim, Sens. Actuators B Chem. 423, 136783 (2025).https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136783

23. M. Balık, V. Bulut, and I. Y. Erdogan, Int. J. Hydrog. Energy 44, 18744 (2019).https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.08.159

24. C. Zhao, H. Fu, P. He, Y. Bai, F. Chen, N. Shi, L. Mao, X. Yang, S. Xiong, and X. An, Sens. Actuators B Chem. 373, 132630 (2022).https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.132630

25. Z. Xu, Y. Luo, and G. Duan, ACS Appl. Mater. Interfaces 11, 8164 (2019).https://doi.org/10.1021/acsami.8b17251

26. B. Sharmila, A. K. Sarkar, and P. Dwivedi, IEEE Sens. J. 24, 25558 (2024).https://doi.org/10.1109/JSEN.2024.3416214

27. N. Wang, W. Tao, X. Gong, L. Zhao, T. Wang, L. Zhao, F. Liu, X. Liu, P. Sun, and G. Lu, Sens. Actuators B Chem. 362, 131803 (2022).https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.131803

28. S. K. Kajli, D. Ray, and S. C. Roy, J. Alloys Compd. 895, 162546 (2022).https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162546

29. M. S. Alqahtani, S. H. Mohamed, N. M. A. Hadia, M. Rabia, and M. A. Awad, Phys. Scr. 99, 045939 (2024).https://doi.org/10.1088/1402-4896/ad30b3

30. K. Ramakrishnan, Y. A. K. Reddy, and B. Ajitha, Surf. Interfaces 41, 103264 (2023).https://doi.org/10.1016/j.surfin.2023.103264

31. A. Kumar, S. Sahu, and M. Bhattacharjee, ACS Appl. Electron. Mater. 6, 6457 (2024).https://doi.org/10.1021/acsaelm.4c00940

32. D. Mahana, R. Yadav, P. Singh, S. Husale, and S. K. Muthusamy, Opt. Mater. 148, 114903 (2024).https://doi.org/10.1016/j.optmat.2024.114903

33. S. Raveesh, V. K. S. Yadav, and R. Paily, IEEE Electron Device Lett. 42, 1021 (2021).https://doi.org/10.1109/LED.2021.3081627

34. C. Y. Huang, S. H. Yuan, T. C. Li, and W. C. Tu, Optik 247, 167949 (2021).https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2021.167949

35. M. Weng, J. Zhou, Y. Fan, H. Li, Y. Qin, and W. Feng, Mater. Today Commun. 40, 109681 (2024).https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.109681

36. I. A. Svito, E. Bondarenko, E. Streltsov, A. I. Kulak, and A. V. Mazanik, Opt. Quantum Electron. 57, 192 (2025).https://doi.org/10.1007/s11082-025-08105-3

37. B. Arslan, G. Demirci, M. Erdoğan, and İ. Karakaya, Appl. Surf. Sci. 402, 218 (2017).https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.01.011

38. A. A. Milgram, J. Appl. Phys. 54, 1053 (1983).https://doi.org/10.1063/1.332109

39. S. B. Wang, C. H. Hsiao, S. J. Chang, K. T. Lam, K. H. Wen, S. C. Hung, S. J. Young, and B. R. Huang, Sens. Actuators A Phys. 171, 207 (2011).https://doi.org/10.1016/j.sna.2011.09.011

40. R. P. Patel, P. M. Pataniya, M. Patel, V. Adepu, P. Sahatiya, and C. K. Sumesh, Sens. Actuators A Phys. 356, 114339 (2023).https://doi.org/10.1016/j.sna.2023.114339

41. V. Sharma, G. S. Okram, D. Verma, N. P. Lalla, and Y. K. Kuo, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 54742 (2020).https://doi.org/10.1021/acsami.0c16447

42. S. Lee, W. Y. Lee, B. Jang, T. Kim, J. H. Bae, K. Cho, S. Kim, and J. Jang, IEEE Electron Device Lett. 39, 47 (2017).https://doi.org/10.1109/LED.2017.2779816

43. M. Tetseo, P. Deb, S. Daimary, and J. C. Dhar, Appl. Phys. A 127, 380 (2021).https://doi.org/10.1007/s00339-021-04532-7

44. L. Du, and H. Wang, Opt. Express 18, 9113 (2010).https://doi.org/10.1364/OE.18.009113

45. A. R. Ansari, A. H. Hammad, M. S. Abdel-wahab, M. Shariq, and M. Imran, Opt. Quant. Electron. 52, 426 (2020).https://doi.org/10.1007/s11082-020-02535-x

46. S. Petrushenko, S. Dukarov, M. Fijalkowski, and V. Sukhov, Vacuum 226, 113349 (2024).https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2024.113349

47. L. Qin, F. J. Mawignon, M. Hussain, N. K. Ange, S. Lu, M. Hafezi, and G. Dong, Materials 14, 4083 (2021).https://doi.org/10.3390/ma14154083

48. A. F. Abdulrahman, N. M. Abd-Alghafour, and S. M. Ahmed, Sens. Actuators A Phys. 323, 112656 (2021).https://doi.org/10.1016/j.sna.2021.112656

49. E. Nurfani, L. Nulhakim, D. M. Muhammad, M. Rozana, and W. Astuti, Opt. Mater. 148, 114948 (2024).https://doi.org/10.1016/j.optmat.2024.114948

Downloads

Опубліковано

2026-02-25

Як цитувати

(1)
S. Dukarov, M. Fijalkowski, S. Petrushenko, I. Churilov, and R. Sukhov, Infrared-sensitive Cu2O/CuO nanocomposite films synthesized via vacuum condensation and atmospheric annealing, Low Temp. Phys. 52, 476–484, (2026) [Fiz. Nyzk. Temp. 52, 527–535, (2026)] DOI: https://doi.org/10.1063/10.0043158.

Номер

Том 52 № 4 (2026)

Розділ

Статті

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.