اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدالمميزات البنيوية و الخصائص الضوئية و الكهربائية لأفلام رقيقة من أكسيد الزنك منماة بطريقة الترسيب الذري الطبقي
Structural Characterizations, Optical and Electrical Properties of Zinc Oxide Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition Method
1872
0 66
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
نقدم في هذه الورقة الخصائص البنيوية و الضوئية و الكهربائية لأفلام رقيقة من أكسيد الزنك تمت تنميتها من أجل بارامترات مختلفة بوساطة طريقة الترسيب الذري الطبقي (ALD). و قد نميت هذه الأفلام على ركائز من الزجاج و السيلكون عند درجات حرارة منخفضة. استخدمنا ثنائي إيتيل الزنك (diethyl-zinc) و الماء منزوع الأيونات كمصادر للزنك و الأكسجين، على التوالي. أجريت قياسات مورفولوجيا السطح، و التألق الضوئي في درجة حرارة الغرفة و مفعول هول لطبقات من أكسيد الزنك. و قد بينت الدراسة أن الأفلام التي تم الحصول عليها عند درجة حرارة130°C تظهر أعلى تركيز للحاملات (1.1×1019 cm-3) و أقل مقاومة (2.84×10-2 Wcm) . كما أظهرت الأفلام حركية تصل إلى 19.98 cm2/Vs و أنها ترتبط مع عملية التكنولوجيا المستخدمة.
In this paper we present the structural, optical and electrical characteristics of ZnO thin films grown for different parameters by the atomic layer deposition (ALD) method. The films were grown on glass and silicon substrates at low temperatures. We used diethyl-zinc (DEZn) and deionized water as zinc and an oxygen sources, respectively. Measurements of surface morphology, photoluminescence at room temperature (RT PL) and Hall Effect were made for ZnO layers. The films obtained at 130°C show the highest carrier concentration (1.1×1019 cm-3) and the lowest resistivity (2.84×10-2 Wcm). The films exhibit mobility up to 19.98 cm2/Vs that we associate to the technological process used.
المراجع المستخدمة
(anotti Anderson and Van de Walle Chris G. Fundamentals of zinc oxide as a Semiconductor. Rep. Prog. Phys. 72, 2009, 126501 (1-29
(Klingshirn, C. ZnO: from basics towards applications. Physica Status Solidi (b) 244(9), 2007, (3027–3073
(Pearton, S. J; Norton, D. P; Ip, K; Heo, Y. W; Steiner, T. Recent progress in processing and properties of ZnO, Superlattices and Microstructures. 34(1– 2), 2003, (3–32
قيم البحث
اقرأ أيضاً
نناقش في هذا البحث، تأثير العيوب النقطية على الخصائص الكهربائية و الضوئية لأفلام رقيقة من أكسيد الزنك تم تنميتها بطريقة الترسيب الذري الطبقي على ركائز من الزجاج و السيلكون عند درجة حرارة منخفضة (100°C). أنجزت قياسات أطياف التألق الضوئي عند درجة حرارة
الغرفة، و الأطياف الكتلوية الأيونية الثانوية، و قياسات مفعول هول لطبقات من أكسيد الزنك. أجريت عملية التسخين عند درجة حرارة 400 °C لعينة ZnO المنماة على ركيزة من الزجاج في الهواء و في جو من الأزوت N2 لمدة نصف ساعة. إن التسخين الطويل يؤدي إلى اختزال كبير لتركيز الإلكترونات، و في نفس الوقت، نلاحظ زيادة واضحة في حركية حاملات الشحنة، الذي قد يؤدي إلى انخفاض عدد العيوب الأصلية في طبقات أكسيد الزنك. لوحظ أيضا أن ذرات الهيدروجين في عينات أكسيد الزنك لا تسيطر على الخصائص الكهربائية بازدياد تركيز الإلكترونات.
تم في هذا العمل تحضير أفلام رقيقة متعددة الطبقات ( عازل - معدن - عازل ) على ركائز من الزجاج . حيث رسبنا الترتيب التالي من ( أكسيد الزنك - فضة - أكسيد الزنك ) بتقنية الترذيذ الماغنتروني لأكسيد الزنك وتقنية التبخير الحراري في الخلاء للفضة .
رُسبت أفلام رقيقة ناقلة شفافة (TCOs) من أكسيد القصدير المُشاب بالمنغنيز عند درجة
حرارة ركيزة 450° C بطريقة البخ الحراري. تمت مُناقشة الخصائص البنيوية للأفلام بتابعية
سوية الإشابة لممنغنيز (0, 1 , 3 , 5 ,7 wt%) بينما جميع متغيرات الترسيب مثل: درج
ة
حرارة الركيزة، معدل البخ، ضغط الغاز الحامل، المسافة بين فوهة البخ و الركيزة بقيت ثابتة.
قمنا بترسيب أغشية رقيقة من الكادميوم تيلورايد (CdTe) على ركازات من الـسليكون بثخانـات
مختلفة بطريقة التبخير الفيزيائي الحراري (evaporation thermal) . الثخانات الهندسـية للأغـشية
جرى حسابها من طيف الانعكاس للأغشية، و درست الخواص البنيوية و التوجه ال
بلوري لهـذه الأغـشية
بتحليل انعراج الأشعة السينية (XRD) و حددت وسطاء البنية مثل ثابت الشبيكة البلوريـة (a) و كثافـة
الانخلاعات (δ) و عامل الإجهاد (ε) ، و أبعاد الحبيبات (D) ، و لوحظ ازدياد الأبعاد الحبيبية و نقـصان فـي
الإجهاد المكروي و كثافة الانخلاعات بازدياد ثخانة الغشاء المرسـب. كمـا اسـتخدمت تقنيـة انعـراج
الالكترونات عالية الطاقة المنعكسة (RHEED) في الدراسة البنيوية و تبين أن الأغشية ذات بنية مكعبة
مركزية الوجوه، و حدد التوجه البلوري المفضل للغشاء و الحبيبات المتشكلة عليه فكـان الوجـه (111)
موازياً لسطح الركازة، كما حددت نسبة الكادميوم و التيلورايد في الأغشية المرسـبة باسـتخدام تقنيـة
الـ(EDX) و وجد أن النسبة المئوية الذرية للكادميوم قد ازدادت فـي حـين النـسبة المئويـة الذريـة
للتيلورايد قد نقصت، و ذلك بسبب إعادة تبخر ذرات التيلورايد المترسبة.
تملك أغشية أكسيد القصدير استخدامات واسعة، و خصوصاً في مجـال النواقـل الـشفافة و الخلايـا
الشمسية و مستشعرات الغاز و المواد ذات الكهربائية الإجهادية، و يعد الترسيب بواسطة الليزر مـن أهـم
الطرائق المتبعة للحصول على هذه الأغشية. قمنا في هذا البحث بتطو
ير طريقة للحصول علـى أغـشية
متجانسة من أكسيد القصدير SnO2 تعتمد على تبخير أهداف ركامية من هذا الأكسيد بواسطة ليزر CO2
مستمر منخفض الاستطاعة W 70 في الضغط الجوي العادي مع ترتيب يستخدم مروحة تضمن الحـصول
على أغشية متجانسة. و قد تعرضت بعض هذه الأغشية لعمليات تلديين في شروط مختلفة، قمنا بعد ذلك
بتوصيف هذه الأغشية و دراسة خصائصها. فقد أظهرت الصور المأخوذة بالمجهر الضوئي وجود درجـة
عالية من التجانس و أوضح طيف انعراج الأشعة السينية وجود درجة من التبلـور للحبيبـات البلوريـة
تختلف باختلاف التحضير و درجة حرارة التلديين annealing ،حيث وجد أنه يوجد توجه بلوري مفـضل
وفق المستوى (110) . و قد أعطت نتائج الامتصاصية الضوئية معلومات عن قيمة الثغرة الطاقية الفعالـة
Eg للعينات قبل المعالجة الحرارية و بعدها فقد وجد أنه بالنسبة لـبعض الأغـشية تكـون 2ev.3 = Eg
(انتقالات غير مباشرة) قبل المعالجة، و بعد المعالجــة تصبـح (ev 3.1 = Eg) انتقالات مباشرة.
أظهرت الأغشية المعرضة لشروط تلدين قاسية عدم تماثـل المنـاحي فـي خصائـصها الـضوئية
و الكهربائية، و تجلى ذلك من خلال اختلاف الامتصاصية للغشاء نفسه من أجل اتجاهين متعامدين. و ظهـر ذلك أيضاً في المقاومة الكهربائية التي يدل سلوكها مع درجة الحرارة إلى وجود خصائص نـصف ناقـل بارزة. تتغير قيمة Eb من 73ev.0 قبل التلدين إلى 37ev.0 من أجل أحد الاتجاهين و 32ev.0 من أجـل
الاتجاه المعامد.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
