Materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituudi doktorant Marc Dolcet Sadurni kaitseb 30. juunil 2026 algusega kell 11:00 oma doktoritööd "Synthesis and Characterization of Sb1-xBixSeI for Optoelectronic Applications" ("Sb1-xBixSeI süntees ja iseloomustamine optoelektroonilisteks rakendusteks"). Kaitsmine toimub Tallinna Tehnikaülikooli peamaja VI õppehoone ruumis U06-442 (Ehitajate tee 5).
Pniktogeen kalkohaliidid on viimastel aastatel tõusnud esile paljulubavate pooljuhtmaterjalide klassina järgmise põlvkonna optoelektroonika- ja energiamuundamise tehnoloogiate jaoks. Sobivate optoelektroonsete omaduste, hea keemilise stabiilsuse, suhteliselt madala toksilisuse ning maakoores laialdaselt esinevate koostiselementide kombinatsioonist tõttu peetakse neid atraktiivseteks alternatiivideks tavapärastele fotovoltseadmete absorbermaterjalidele. Erilist tähelepanu on pälvinud Sb- ja Bi-põhised kalkohaliidid, mille ns²-elektronkonfiguratsioon soodustab mittesiduvat-tüüpi valentstsooni maksimumi kujunemist, mis on seotud defektitaluvuse ja potentsiaalselt tõhusa laengukandjate transpordiga, sarnaselt pliihaliid-perovskiitidega.
Hoolimata pniktogeen kalkohaliidide märkimisväärsest potentsiaalist fotovoltseadmetes, piirab nende rakendatavust tugev struktuurne anisotroopia, mille mõju seadmete jõudlusele sõltub oluliselt SbSeI kile kristalliitide mikrostruktuuri ja kristallograafilise orientatsiooni kontrollist. Eelkõige SbSeI puhul on sobiva morfoloogia ja eelistatud orientatsiooniga kristalliitidega kvaliteetsete õhukeste kilede valmistamine endiselt vähe uuritud ning tehnoloogiliselt väljakutsuv. Samuti puudub terviklik teadmine sellest, kuidas koostis mõjutab energiatsoonide joondumist ja juhtivustüüpi kogu Sb1-xBixSeI tahkete lahuste ulatuses. Lisaks on defektidega seotud rekombinatsiooni mehhanismid jäänud ebapiisavalt selgitatuks, hoolimata nende kriitilisest rollist materjalide optoelektroonsetele omadustele.
Käesoleva töö eesmärk oli arendada ja optimeerida Sb1-xBixSeI (x = 0–1) sünteesimeetodeid ning uurida koostise, struktuuri ja defektide mõju optoelektroonilistele omadustele, et võimaldada nende sihipärast rakendamist päikeseelementides ja teistes optoelektroonilistes seadmetes.
Doktoritöö on avaldatud Tehnikaülikooli raamatukogu digikogus
Juhendajad: vanemteadur Kristi Timmo ning kaasprofessor tenuuris Marit Kauk-Kuusik (TalTech)
Oponendid:
- professor Edgardo Ademar Saucedo Silva (Kataloonia Polütehniline Ülikool, Hispaania)
- professor Vambola Kisand (Tartu Ülikool, Eesti)