لایه های نازک اکسید قلع

مروری بر خواص فیزیکی لایه­های نازک اکسید قلع آلاییده شده با ناخالصی­های مختلف

1-3-1- مطالعه خواص فیزیکی لایه­های نازک اکسیدقلع آلاییده به فلوئور

در سال 2009 میلادی در تحقیق جدیدی، لایه­های نازک نانوساختار SnO2 با افزودن ناخالصی فلوئور (F) توسط مهلکر[1] و همکارانش، به روش اسپری پایرولیزیز[2] تهیه شد[12]. این گروه لایه­های نازک رسانای شفاف (0-60 wt%) SnO2:F را با استفاده از یک محلول آبی شامل کلرید قلع (SnCl4.5H2O) و آمونیوم فلوئورید (NH4F) بر روی بسترهای شیشه­ای که در دمای 0C475 قرار داشتند به روش اسپری پایرولیزیز تهیه کردند و تأثیر ناخالصی فلوئور را روی خواص فیزیکی لایه­های نازک SnO2 مورد مطالعه قرار دادند....

خواص ساختاری لایه­ های نازک SnO2:F

الگوهای پراش پرتو-X لایه­های نازک SnO2 و (0-60 wt%)   SnO2:F در شکل (1-15) نشان داده شده است. همه پیک­ها متعلق به فاز بس بلوری با پارامترهای شبکه a و c از Å 73/4 تا 74/4 و Å 17/3 تا 20/3 به ترتیب برای a و c است. صفحه (200) دارای بیشترین شدت است. این در حالی است که پیک­های دیگر مانند (100)، (110)، (220)، (310)، (301)، (400) با شدت کمتری مشاهده می­شوند. شدت صفحه (200) با افزایش تراکم ناخالصی فلوئور تا نسبتSnO2:F(20 wt%)  افزایش یافته است که با افزایش نسب وزنی بالاتر شدت آن کاهش پیدا کرده است.

با افزایش تراکم یونی فلوئور، تغییر قابل ملاحظه­ای در پارامتر شبکه مشاهده نشد که به­دلیل شعاع یونی کوچکتر F1- (1.17Å) در مقایسه با شعاع یونی O2-(1.22Å) است[15-13]....

عکس میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) دو بعدی برای لایه نازک (20 wt%) SnO2:F در شکل (1-17) نشان داده شده است. همان­طور که مشاهده می­شود لایه از ذرات مثلثی[1] شکل تشکیل شده است. میانگین اندازه ذرات 230 نانومتر می­باشد[12]....

خواص اپتیکی لایه­ های نازک SnO2:F

شفافیت اپتیکی لایه­های نازک SnO2:F  در شکل (1-18) نشان داده شده است. شفافیت اپتیکی لایه­ها در ناحیه مرئی در جدول (1-2) آورده شده است. همان­طور که مشاهده می­شود بیشترین شفافیت اپتیکی  در طول موج nm550 به لایه با ناخالصی FTO(20wt.%) مربوط می­شود. اما با افزایش تراکم ناخالصی فلوئور شفافیت اپتیکی لایه­ها کاهش می­یابد که تغییرات شفافیت لایه­ها به  تغییر چگالی حامل­های بار آزاد وابسته است. با رسم نمودار2  (αhν)بر حسب  hν مقدار گاف نواری حدودeV  15/4 محاسبه شده است....

فهرست مطالب

 خواص فیزیکی نیمرسانای اکسید شفاف SnO2 با ناخالصی­های مختلف 1

1-1: مقدمه 1

1-2: مطالعه خواص فیزیکی لایه­های نازک اکسید قلع تهیه شده به روش­های لایه­نشانی 2

1-2-1: اسپری پایرولیزیز 2

1-2-2: روش کندوپاش واکنشی 6

1-2-3: روش تبخیر حرارتی 8

1-3: مروری بر خواص فیزیکی لایه­های نازک اکسید قلع آلاییده شده با ناخالصی­های مختلف 12

1-3-1: مطالعه خواص فیزیکی لایه­های نازک اکسید قلع آلاییده به فلوئور 12

1-3-1-1: خواص ساختاری لایه­های نازک SnO2:F 13

1-3-1-2: خواص  اپتیکی لایه­های نازک SnO2:F16

1-3-2: مطالعه خواص فیزیکی لایه­های نازک اکسید قلع با ناخالصی آنتیموان 17

1-3-2-1: خواص ساختاری لایه­های نازک SnO2:Sb18

1-3-2-2: خواص اپتیکی لایه­های نازک SnO2:Sb20

1-3-2-3: خواص الکتریکی لایه­های نازک SnO2:Sb21

1-3-3: مطالعه خواص فیزیکی لایه­های نازک اکسید قلع با ناخالصی مس.22

1-3-3-1: خواص ساختاری لایه نازک SnO2:Cu22

1-3-3-2: خواص اپتیکی لایه نازک SnO2:Cu  23

1-3-3-3: آنالیز EDAX لایه نازک SnO2:Cu  24

1-3-4: مطالعه خواص فیزیکی لایه­های نازک نیمرسانای شفاف SnO2:Al25

1-3-4-1: خواص اپتیکی لایه­های نازک  SnO2:Al 25  

1-3-5: مطالعه خواص فیزیکی لایه­های نازک SnO2:(F+Sb)27

مراجع 30

فهرست جدول­ها

جدول 1-1: شرایط جایگذاری لایه­های نازک اکسید قلع ­ 2

جدول 1-2: تغییرات ثابت­های شبکه و اندازه بلورک­ها برای لایه نازک SnO2 در دماهای مختلف 4

جدول 1-3: نتایج آنالیز عنصری EDAX لایه­های نازکSnO2 با ضخامت­های مختلف 10

جدول 1-4: مقادیر گاف نواری لایه­های نازک SnO2 11

جدول 1-5: نتایج اندازه­گیری­های الکتریکی، اپتیکی و ساختاری لایه­های نازکF :SnO2 14

جدول 1-6: پارامترهای گوناگون محاسبه شده برای لایه نازکSb: SnO2اسپری شده با حجم­های مختلف 19

جدول 1-7:ویژگی­های الکتریکی اندازه گیری شده لایه­های نازک Al: SnO2 27

جدول 1-8: ­اطلاعات XRD لایه(F+Sb)  : SnO2 28

جدول 1-9: ثابت­های شبکه لایه(F+Sb)  :  SnO2 ­ 29

جدول 1-10: نتایج اندازه­گیری الکتریکی لایه(F+Sb) : SnO2   29

فهرست شکل­ها

شکل 1-1:تصویری ازدستگاه اسپری پایرولیزیز 3

شکل 1-2:طرح­های XRD لایه­های SnO2 دردماهای مختلف :(a) 0C300، (b) 0C400،0C (c)500 3

شکل 1-3: طیف EDAX لایه نازک  SnO2دردمای0C400 4

شکل 1-4: عکس SEM لایه نازک SnO2 5

شکل 1-5: گاف نواری لایه­های نازک SnO2 5

شکل 1-6:طیف­های XRDلایه­هایSnO2 (a) بدون باز پخت ،  (b)بابازپخت 6

شکل 1-7:طیف XRD پودر   SnO2خالص 7

شکل 1-8: تصاویر AFM لایه نازک SnO2 (a) قبل، (b) بعد از بازپخت 7

شکل 1-9: شفافیت اپتیکی لایه­های نازک SnO2 8

شکل1-10:  طرح­های XRD لایه­های نازک SnO2 با ضخامت­های (a) nm200، (b) nm 600. 9

شکل1-11: عکس­های SEM لایه­های نازک SnO2 با ضخامت­های (a) nm 300، (b) nm 400 9

شکل 1-12: طیف­های EDAX لایه­های نازک SnO2  با ضخامت­های (a) nm 300، (b) nm 400 10

شکل 1-13: شفافیت اپتیکی لایه­های نازک SnO2 با ضخامت­های مختلف . 11

شکل 1-14: گاف نواری لایه­های نازک  SnO2. 12

شکل 1-15: : طرح­های پراش پرتو ایکس لایه­های نازک(0-60 WT%) SnO2:F 13

شکل 1-16: عکس­های SEM لایه­های نازک (0-60 WT%)  SnO2:F 15

شکل 1-17: عکس­ AFM دو بعدی برای لایه نازک F(20%):SnO2   15

شکل 1-18: طیف عبور لایه­های نازکFTO  با مقادیر مختلف ناخالصی فلوئور   16

شکل 1-19: تغییرات چگالی حامل و تحرک­پذیری لایه نازک FTO با مقادیر مختلف ناخالصی فلوئور 17

شکل 1-20: طرح­های XRD لایه­های SnO2:Sb برای جحم­های مختلف محلول اسپری 18

شکل 1-21: تغییرات اندازه میانگین بلورک برای لایه نازک SnO2:Sb با حجم محلول مختلف 19

شکل1-22: تصاویر SEM لایه­های نازک SnO2:Sb برای (a)  cc 20، (b)  cc30، (c) cc 40 20

شکل 1-23: تغییرات عبور  با طول موج برای لایه­های SnO2:Sb 20

شکل 1-24: طرح پراش لایه نازک SnO2:Cu 22

شکل 1-25: تصویر SEM لایه SnO2:Cu  23

شکل 1-26: شفافیت اپتیکی لایه نازک SnO2:Cu 23

شکل 1-27: گاف نواری لایه نازک SnO2:Cu 24

شکل 1-28: طیف EDAX لایه نازک SnO2:Cu 25

شکل 1-29: (a) طیف عبور لایه­های نازک SnO2:Al 26

شکل 1-29: (b) گاف نواری لایه­های نازک SnO2:Al 26

شکل 1-30: طیف XRD لایه ( wt%5/0+10) SnO2: (F+Sb) 28