1.Kirish
Uning mukammal strukturaviy va optik xususiyatlari tufayli
sifatida yupqa rux oksidi (ZnO) plyonkalari keng qo'llaniladi
quyosh batareyalari [1], gaz datchiklari [2], LEDlar
(LED), lazer tizimlari [3] va shaffof elektrodlar [4].
Bundan tashqari, ularni turli usullar bilan olish mumkin,
magnetronli chayqalish [5], reaktiv bug'lanish kabi
[6], kimyoviy bug'larning cho'kishi (CVD) [7], impulsli lazer
cho'kma (PLD) [8] va buzadigan amallar piroliz [9].
Bu usullar orasida, buzadigan amallar piroliz usuli
oddiylik, xavfsizlik va kabi qator afzalliklarga ega
uskunalar va xom ashyoning arzonligi.
Sink oksidi to'g'ri katta bo'shliqqa ega yarimo'tkazgichdir
va, qoida tariqasida, vurtsit tuzilishida kristallanadi [10].
Biroq, o'lchami, don yo'nalishi va sirt sifati material tayyorlangan sharoitga va turli xil ishlov berish usullariga bog'liq.
bajarilsin. Haqiqatan ham, yarimo'tkazgich materiallarining sirt holatlari sirt elektron xususiyatlarini yaratadi, buning uchun
ularning begona elementlar bilan o'zaro ta'siri ko'pincha sezilarli darajada ta'sir qiladi.
Ushbu tadqiqotda biz ta'sirini o'rganib chiqdik
Sn doping nisbatlarining kengroq diapazoni (10% gacha) qalay qo'shilgan sink oksidi yupqa plyonkalarning strukturaviy va optik xususiyatlariga ta'sir qiladi
ultratovushli püskürtme bilan qo'llaniladi. Bundan tashqari, nozik
ZnO plyonkalari ultratovushli püskürtme bilan qo'llanilgan
suvsiz dastlabki eritma [11].
Kristallar ustida keng ko'lamli tadqiqotlar olib borildi
doplangan yupqa ZnO plyonkalarining tuzilishi, optik o'tkazuvchanligi
buzadigan amallar piroliz usullari bilan olingan [12].
Biroq, optik konstantalar bo'yicha kam tadqiqotlar mavjud va
ZnO bilan biriktirilgan yupqa plyonkalarning yutilish koeffitsienti. Ushbu maqolada biz
yotqizilgan ZnO yupqa plyonkalarning strukturaviy va optik xususiyatlariga Sn ning turli foizli ta'sirini o'rganish.
buzadigan amallar piroliz orqali.
2. Eksperimental
Filmlar yordamida shisha substratlarda o'stirildi
odatiy buzadigan amallar piroliz tizimi. Stok eritmasi
0,1 molyar rux asetat tuzidan iborat (Zn
(CH3COO) 2 2H2O) metanolda suyultiriladi. Sn doping
ga oz miqdorda (SnCl2 2H2O) qo'shilishi bilan erishiladi
yechim. Qo'shilgan qotishma manbasining og'irligi
zarur Sn / Zn nisbati funktsiyasi sifatida hisoblanadi.
Ikkinchisi 0% dan 10% gacha bo'lgan. Tayyorlangan
keyin eritma yordamida isitiladigan shisha tagliklarga püskürtülür
o'zgartiradigan ultratovushli nebulizatsiya tizimi (Sonics).
suyuqlik bir hil va mayda hosil bo'lgan oqimga aylanadi
o'rtacha diametri 40 mikron bo'lgan tomchilar (ishlab chiqaruvchi tomonidan ko'rsatilgan). Substrat harorati 350C edi.
Mualliflik huquqi © 2012 SciRes. JMP1782 N. CHAHMAT va boshqalar.
Spray piroliz shaffof va olish uchun eng ko'p qo'llaniladigan usullardan biridir
Supero'tkazuvchilar oksidlar oddiyligi, xavfsizligi, vakuumsiz yotqizish tizimi va shuning uchun arzonligi tufayli
usuli. Spray piroliz usulining boshqa afzalliklari
katta maydonli plyonkalar ishlab chiqarish va turli xil taqiqlangan kenglikdagi materiallarni olish uchun osongina moslashtirilishi mumkin.
yotqizish jarayonidagi zonalar.
Kristal strukturasi Cu Ka nurlanishi (KCU = 0,154056 nm) bilan Brucker D8 Advance difraktometri yordamida rentgen strukturaviy o'lchovlari bilan o'rganildi. Fikrlar
difraktometr xona haroratida olingan va 2th qiymati 20 va o'rtasida almashtirilgan.
70˚. Optik uzatish o'lchovlari (UV-3101 PC-SHIMADZU) UV-ko'rinadigan qurilma yordamida amalga oshirildi.
spektrofotometr. Filmlarning qalinligi interferentsiya usuli bilan optik uzatishdan hisoblab chiqilgan.
3. Natijalar va muhokama
3.1. Strukturaviy xususiyatlar
Shaklda. 1 nozik uchun rentgen nurlari diffraktsiya spektrlarini ko'rsatadi
Sn filmlar, qo'shilgan va qo'shilmagan. X-nurlarining diffraktsiya cho'qqilari shuni ko'rsatadiki, olingan barcha plyonkalar olti burchakli vurtsit tuzilishga ega bo'lgan polikristaldir va ustunlik qiladi.
c o'qining substratga perpendikulyar yo'nalishi. Yo'q
dopingsiz filmlar uchun sezilarli farq yo'q edi va
Sn-dope. Spektrlarning ikkala turi dominantni ifodalaydi
cho'qqisi (002), bu mos ravishda 2th = 34,09 va 34,55 da joylashgan. Mualliflar bu o'zgarishni almashtirish bilan izohlaydilar
olti burchakli tuzilishda sink va qalay. Bu natija
adabiyot ma’lumotlari bilan yaxshi mos keladi [13-15]. Ko'proq
(100) va (101) da mavjud bo'lgan muhim orientatsiya ham ko'rsatilgan
1-rasmda.
1-rasmda imtiyozli (002) ham ko'rsatilgan.
cho'qqi intensivligi Sn dopantining konsentratsiyasi ortishi bilan ortadi. Bu jiringlash sifati yaxshilanganidan dalolat beradi.
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
2 °
Intensivlik (k.u.)
(101)
(yuz)
dopingsiz
(002)
*(yuz)
(220) (110)
2% (002) (301)
4%
6%
sakkiz%
ZnO
SnO
2 * Zn
10% Sn
Guruch. 1. Dopingsiz va Sn yupqa ZnO plyonkalarining rentgen difraksiya spektrlari.
Sn bilan doping.
Sn plyonkasi bilan yuqori sifatli qotishma. Biroq, 8% dan yuqori konsentratsiyalarda, filmning kristalligi
Shakl 3. Dorilanmagan va qo'shilgan Sn ning uzatish spektrlari
ZnO ning yupqa plyonkalari.
ZnO plyonkalarining yutilish koeffitsienti a o'tkazuvchanlikni o'lchash orqali aniqlandi. Plyonkalarning yutilish koeffitsienti quyidagilar yordamida hisoblab chiqilgan
ifodalar:
1 D LN T
(2)
Bu erda T - normallashtirilgan o'tkazuvchanlik va d - plyonka qalinligi
... Assimilyatsiya koeffitsientining ushbu qiymatlari ishlatilgan
optik energiya bo'shlig'ini aniqlash. Energiya bo'shlig'i (masalan)
o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri o'tishni nazarda tutgan holda taxmin qilingan
ifodadan valentlik va o'tkazuvchanlik zonasi:
h A h Masalan 1 2 (3)
bu yerda A doimiy, hv foton energiyasi, Eg esa
optik tarmoqli kengligi. 4-rasmda (ahv) 2 ning taqqoslangan grafiklari ko'rsatilgan
(hv). Filmlarning optik tarmoqli bo'shlig'i hisoblab chiqilgan
ushbu jadvallarga muvofiq.
Optik energiya bo'shlig'i to'g'ridan-to'g'ri taxmin ostida olingan
valentlik zonasining qirralari orasidagi o'tish va
o'tkazuvchanlik bantlari. (ahv) 2 va (hv) ning syujeti yo'l beradi
hosil bo'lgan egri chiziqli maydonini ekstrapolyatsiya qilish
optik tarmoqli oralig'ining qiymati.
Namunalarning hisoblangan optik bo'shlig'i bilan ortadi
qo'shilmagan ZnO plyonkalar uchun Sn ulushining 3,256 eV dan qo'shilgan ZnO Sn uchun 3,3 eV gacha oshishi. Bu siljish
ZnO Sn bilan qo'shilgan nanokristalli plyonkalarning yutilishi
Burstein-Moss effekti bilan izohlash mumkin [20],
blokirovka qiluvchi tashuvchilar kontsentratsiyasini oshirishni taklif qiladi
o'tkazuvchanlik zonasidagi eng past holatlar.
Filmlarning yutilish koeffitsienti quyruqni ko'rsatadi
o'tish zonasidagi fotonlarning energiyasi; bu quyruq shunday deb ataladi
Urbaxning dumi. Ikkinchisi kasallik bilan chambarchas bog'liq
filmlar tarmog'i, quyidagicha ifodalangan [20]:
0 ta tajriba � � h E U (4)
bu erda a0 doimiy, EI - Urbax energiyasi,
eksponensial qirraning qiyaligini tavsiflovchi. Berilgan
yuqoridagi tenglama o'rtasidagi optik o'tishni tavsiflaydi
valentlik zonasining dum qismidagi ishg'ol qilingan holat va band bo'lmagan
o'tkazuvchanlik zonasining chetining holati. 5-rasmda Urbax filmlarining syujetlari keltirilgan. Yevropa Ittifoqi qiymati olindi
qiyalik lna ning (hv) ga teskari bog'liqligidan. EC qiymatlari optik tarmoqli bo'shlig'iga teskari mutanosib ravishda o'zgaradi.
6-rasmda Urbax dumining energiyasi bilan birga optik bo'shliqdagi o'zgarishlar ko'rsatilgan
doping darajasi Sn. Optik bo'shliqning kamayishi aniq
doping Sn. Tarmoq bo'shlig'ining bu torayishi tufayli
6-rasmda ko'rsatilganidek, chiziqning dumining kengligini oshirish.
Urbach quyruqining energiyasini yodda tutish kerak
kino tarmog'ining tartibsizligi bilan chambarchas bog'liq. Shu darajada
Sn ning ion radiusi Zn dan katta [20], Sn ning plyonkalarga kiritilishi panjara buzilishi va shuning uchun buzilishning paydo bo'lishi bilan birga keladi.
optik qisqarish. Xuddi shu xulosani A. Halfdalla va boshqalar [11] ZnO bilan doplangan Inda qilganlar.
Optik bo'shliq Sn doping kontsentratsiyasining 8% gacha oshishi bilan ortadi. Buning ustiga
doping darajasi, farq kamayadi. Bu Sn ning ZnO dagi eruvchanlik chegarasi 8% ekanligini ko'rsatadi
xulosalar
ZnO yupqa plyonkalar suvsiz eritma bilan ultratovushli püskürtme orqali qo'llanilgan. Sn kontsentratsiyasining plyonkalarning strukturaviy va optik xususiyatlariga ta'siri o'rganildi.
... Qoplanmagan ZnO plyonkalari qo'llaniladi
va doplangan Sn plyonkalar polikristalga ega ekanligini ko'rsatdi
tuzilishi va ularning (002) imtiyozli yo'nalishini saqlab qoladi. Sn kontsentratsiyasining oshishiga qarab don o'lchamlari ortdi.
Optik uzatish > 380 nm da kuchayadi va muhim bo'ladi, bu nozikligini isbotlaydi.
Sn qo'shilgan ZnO plyonkalari mukammal shaffoflikka ega
ko'rinadigan o'yin, optik bo'shliq esa Sn / Zn doping nisbati oshishi bilan kamayadi. U bog'langan
Sn ni kinoga kiritish muammosi bilan.
ZnO plyonkalarining optik bo'shlig'i Sn doping foizining oshishi bilan ortadi. 8% qotishma chegarasiga erishilganda
, bo'shliq toraymoqda.
Tavsiyalar
[1] JB Baxter va ES Aidil, "Bo'yoqqa sezgir quyosh xujayralari
ZnO nanosimlari bilan yarimo'tkazgichlarning morfologiyasiga asoslanib ”, Quyosh energiyasi va quyosh xujayralari uchun materiallar, 90-jild,
№ 5, 2006 yil, 607-622-betlar.
doi: 10.1016 / j.solmat.2005.05.010
[2] S. T. Shishiyanu, T. S. Shishiyanu va O. I. Lupan,
Qalay qo'shilgan ZnO yupqa plyonkalarning sezgir xususiyatlari
, NO2 gaz sensori sifatida ”, Sensorlar va aktuatorlar B: Kimyo sanoati,
107-jild, 1-son, 2005 yil, 379-386-betlar.
doi: 10.1016 / j.snb.2004.10.030
[3] J. M. Sarko, J. K. Song, B. K. V. Luckledge, I. Svart, S.
R. Leone, S. Li va boshqalar, "Yagona ZnO tetrapod lazerlarining optik in'ektsion tekshiruvi", Kimyoviy fizika bo'yicha maktublar, jild.
404-son, 2005-yil, 1-3-son, 171-176-betlar.
doi: 10.1016 / j.cplett.2005.01.063
[4] T. Ootsuka, Z. Liu, M. Osamura, Yu. Fukuzava, R.
Kuroda, Yu. Suzuki va boshqalar, "Alyuminiy qotishmalarini tekshirish
Shaffof elektrod va antireflektsiya uchun ZnO plyonkalari
Optoelektron qurilmalarning qoplamasi b-FeSi2, "Yupqa qattiq
Filmlar, 476-jild, 1-son, 2005 yil, 30-34-betlar.
doi: 10.1016 / j.tsf.2004.06.145
[5] X. Yu, J. Ma, F. Ji, Yu Vang, X. Chjan va X. Ma, "ZnO xususiyatlariga tavlanishning ta'siri: Ga filmlari.
Radiochastotali magnetronli chayqalish orqali tayyorlangan "
Yupqa qattiq plyonkalar, 483-jild, № 1-2, 2005, p. 296-300.
doi: 10.1016 / j.tsf.2005.01.013
[6] J. Ma, F. Gi, D. Chjan, X. Ma va S. Li, “Optik va
Shaffof o'tkazuvchan ZnO ning elektron xususiyatlari va
ZnO: bug'lanish natijasida olingan al plyonkalari, "Yupqa
Qattiq filmlar, 357-jild, 2-son, 1999 yil, 98-101-betlar.
doi: 10.1016 / S0040-6090 (99) 00357-0
[7] DA Lamb va S. JS Irwin, “O'sish xususiyatlari
Kislorodning kashshofi sifatida n-butil spirti bilan MOCVD usuli bilan yotqizilgan yupqa plyonkali ZnO ”, "Kristallarning o'sishi" jurnali,
273-jild, 1-2-son, 2004 yil, 111-117-betlar.
doi: 10.1016 / j.jcrysgro.2004.08.027
[8] J. Zou, S. Chjou, K. Xia, Yu Hang, J. Xu, S. Gu va boshqalar,
“ZnO ning strukturaviy optik va elektr xossalari
C-tekis safir va (1 0 0) g-LiAlO2 da o'stirilgan plyonkalar
impulsli lazer yotqizish usuli bilan "Kristallarning o'sishi" jurnali, jild.
280-son, 2005 yil, 1-2-son. 185-190.
doi: 10.1016 / j.jcrysgro.2005.03.036
[9] P. Nunes, E. Fortunato, P. Tonello, F. Braz Fernandes, P.
Vilarinho va R. Martins, «Turli dopantlarning ta'siri
Yupqa ZnO plyonkalarining xususiyatlari haqida elementlar ", Vakuum,
64-jild, 3-4-son, 2002 yil, 281-285-betlar.
doi: 10.1016 / S0042-207X (01) 00322-0
[10] A. A. EL-Fadl, G. A. Mohamed, A. B. Abd EL-Moiz va
M. Rashad, “Zn1 - xLixO plyonkalarining kimyoviy vannalarni cho‘ktirish yo‘li bilan olingan optik konstantalari”, Fizika.
B: Kondensatsiyalangan modda, 366-jild, No1-4, 2005, 44-54-betlar.
[11] A. Halfdalla, F. Janineb, M. S. Aida va N. Attaf, “In
ZnO bilan qo'shilgan yupqa plyonkalar ", Qotishmalar va birikmalar jurnali, 509-jild, 26-son, 2011 yil, 7267-7270-betlar.
doi: 10.1016 / j.jallcom.2011.04.058
[12] M. A. Lusio-Lopes, M. A. Luna-Arias, A. Maldonado,
M. de la L. Olvera va D. R. Akosta, “Olish
o'tkazuvchan va shaffof ZnO indiy bilan qo'shilgan, yupqa
Kimyoviy buzadigan amallar filmlari "Quyosh energiyasi uchun materiallar va
Quyosh xujayralari, 90-jild, № 6, 2006 yil, 733-741-betlar.
doi: 10.1016 / j.solmat.2005.04.010
[13] Y. Chaglar, S. Ilikan, M. Chaglar va F. Yakufanoglu,
"Al va Sn dopantlarining yupqa ZnO plyonkalarining strukturaviy va optik xususiyatlariga ta'siri", Spectrochimica Acta.
A qism, 67-jild, 3-4-son, 2007 yil, 1113-1119-betlar.
[14] J.-H. Li va B.-O. Park, “Al-qotishmaning xususiyatlari
Ultrasonik purkash piroliz natijasida olingan ZnO yupqa plyonkalar
Al qotishma va tavlanish bilan ishlov berishning ta'siri, "Yaxshi
Qattiq filmlar, 426-jild, 1-2-son, 2003 yil, 94-99-betlar.
doi: 10.1016 / S0040-6090 (03) 00014-2
[15] Z.-K. Xu, X. Deng, Yu. Li va X. Cheng, “Al-Doping
Tuzilishi, elektr va optik xususiyatlariga ta'siri
ZnO: C o'qi bo'ylab yo'naltirilgan yupqa plyonkalar, "Yarimo'tkazgichlarni qayta ishlashda materiallarshunoslik", 9-jild, № 1-3, 2006 yil,
132-135-betlar. doi: 10.1016 / j.mssp.2006.01.082
[16] S. Ilikan, Y. Chaglar, M. Chaglar va B. Demirchi, “Indiy qoʻshilgan polikristalli ZnO yupqa plyonkalar: tayyorlash
Mualliflik huquqi © 2012 SciRes. JMPN. CHACHMAT VA BOSHQALAR
Mualliflik huquqi © 2012 SciRes. JMP
1785 yil
Do'stlaringiz bilan baham: |