Abstract The development of p-type transparent semiconductors with large optical bandgaps and high electrical conductivity is needed for a wide range of applications in optoelectronics and solar cell technologies. The experimental techniques currently used are limited to complex procedures and time consuming processing. In this work, we propose a versatile, simple and reproducible method of rapid reactive dip-coating using a mesoporous network of highly aligned γ-alumina nanofibers for synthesis of delafossite CuAlO2 by a time-effective process of 2 h duration. The rhombohedral CuAlO2 was densified with the help of spark plasma sintering in vacuum. Electrical conductivity improves with increase in annealing temperature while its room temperature value for a sample annealed at 1100 °C was 0.07 S m−1 measured with four-probe method. Direct optical bandgap of 3.79 eV was estimated with the help of diffuse reflection data for the sample sintered at optimal temperature. Both Seebeck coefficient and Hall measurements confirmed the p-type conductivity of the material. Novelty The major number of CuAlO2 synthesis approaches require complex instrumentation, templating, and long processing time. Therefore, scalable and cost-effective production of CuAlO2 remains a challenge. Herein, we report a rapid synthesis of CuAlO2, in a straightforward and scalable approach, which reduces the processing cost and overal energy consumption of the process.

中文翻译：

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以介孔氧化铝为基体快速合成菱面体CuAlO 2

摘要 具有大光学带隙和高电导率的 p 型透明半导体需要在光电子和太阳能电池技术中广泛应用。目前使用的实验技术仅限于复杂的程序和耗时的处理。在这项工作中，我们提出了一种多功能、简单且可重复的快速反应浸涂方法，该方法使用高度排列的 γ-氧化铝纳米纤维的介孔网络，通过 2 小时的时效过程合成铜铝磷矿。在真空放电等离子体烧结的帮助下，菱面体 CuAlO2 被致密化。电导率随着退火温度的升高而提高，而在 1100 °C 下退火的样品的室温值为 0.07 S m-1，采用四探针法测量。借助在最佳温度下烧结的样品的漫反射数据估计了 3.79 eV 的直接光学带隙。塞贝克系数和霍尔测量均证实了材料的 p 型电导率。新颖性 大部分 CuAlO2 合成方法需要复杂的仪器、模板和较长的处理时间。因此，可扩展且具有成本效益的 CuAlO2 生产仍然是一个挑战。在此，我们报告了一种以直接且可扩展的方法快速合成 CuAlO2 的方法，该方法降低了该过程的加工成本和总能耗。新颖性 大部分 CuAlO2 合成方法需要复杂的仪器、模板和较长的处理时间。因此，可扩展且具有成本效益的 CuAlO2 生产仍然是一个挑战。在此，我们报告了一种以直接且可扩展的方法快速合成 CuAlO2 的方法，该方法降低了该过程的加工成本和总能耗。新颖性 大部分 CuAlO2 合成方法需要复杂的仪器、模板和较长的处理时间。因此，可扩展且具有成本效益的 CuAlO2 生产仍然是一个挑战。在此，我们报告了一种以直接且可扩展的方法快速合成 CuAlO2 的方法，该方法降低了该过程的加工成本和总能耗。