بخشی از مقاله
چکیده
نانوساختار سولفیدقلع از طریق لایهنشانی الکتروانباشت برروی زیرلایهای شیشهای در زمانهای 30، 45 و 60 دقیقه ساخته شد. مطالعات پراش اشعهی ایکس نشان داد که فاز سولفیدقلع تشکیل و ساختار همه نمونهها اورتورمبیک میباشد. الگوی انرژی پرتو ایکس عتاصر قلع و گوگرد را با درصدهای متفاوت نشان داد. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص نمود که نانوساختار سولفیدقلع با افزایش زمان، زبری و اندازه دانهها افزایش یافته است. آنالیز نورتابناکی - PL - وجود طیف گسیلی در زمانهای مختلف یک جابهجایی قرمز را برای نوع خالص نشان میدهد.
-1 مقدمه
نیمرساناهای نوری دوتایی مخصوصاً عناصر گروههای چهار و شش جدول تناوبی عناصر به دلیل گاف انرژی کوچک، مشخصات نوری و الکتریکی مناسب، قابلیت کاربرد در سلولهای خورشیدی و ابزارهای نوری را دارند .[1] این ترکیبات به صورت لایههای کلکوناید شناخته میشوند که در لایهها، اتمها توسط نیروهای کووالان در کنار یکدیگر هستند و پیوندهای بین لایهها بدلیل نیروهای واندروالس شدیداً ضعیف هستند .
[2] لایههای نازک سولفیدقلع با داشتن جذب نوری بالای ٌ؛cm× ًٌُ و بازده تبدیل فتوالکتریکی بالای % 25، آنها را برای استفاده در سلولهای خورشیدی و ابزارهای الکترونیکی مناسب ساخته است .[3] علاوه براین اجزاء تشکیل دهنده آنها در طبیعت فراوان هستند و برای سلامتی مضر نمیباشند و طبیعت را به خطر نمیاندازند، این ویژگیها باعث شده تحقیقات متنوعی بر روی آنها صورت گیرد؟ چند سال گذشته، ساخت نانوساختار سولفیدقلع به روشهای مختلف توسط گروههای پژوهشی متفاوتی گزارش شده است.
بعضی از این روشها عبارتاند از لایهنشانی الکتریکی به روش پالسی [4]، رسوب بخار شیمیایی به کمک پلاسما [5]، لایهنشانی حمام شیمیایی [6] و کندوپاش ×DCبْب؟ الکتروانباشت یکی از سادهترین، انعطاف پذیرترین و ارزانترین روشهای لایهنشانی است که نسبت به روشهای مبتنی بر خلا دارای مزیتهایی از جمله سرعت لایهنشانی بالا، قیمت ارزان، دمای انباشت پایین و امکان ایجاد ساختار ترکیبی است بَ،ُب. پژوهش حاضر گزارشی از بررسی تأثیر زمان بر مورفولوژی سطحی نانوساختار سولفیدقلع است که از طریق لایهنشانی الکتروانباشت بر روی زیرلایهی شیشهای انباشت شده است.
-2 کارهای آزمایشگاهی
آزمایشهای الکتروشیمیایی این تحقیق در یک سل سه الکترودی و با استفاده از دستگاه پتانسیواستات/ گالوانواستات مدل Autolab انجام شده است. الکترولیت شامل 2 میلی مولار SnCl2 و 20 میلی مولار Na2S2O3 میباشد. اجزاء ترکیب در آب مقطر دو بار تقطیر شده، حل شدهاند. PH الکترولیت در مقدار 1/5 ثابت نگه داشته شد و الکتروانباشت در دمای 80 درجه سانتیگراد و تحت پتانسیل ثابت - 1/2 انجام گرفت این ولتاژ به صورت تجربی به دست آمده است همچنین زیر لایههای شیشهای را به صورت فراصوتی در استون و متانول به مدت 10 دقیقه در هر محلول به طور جداگانه تمیز و خشک شدهاند. علت شستشوی زیرلایههای شیشهای حذف آلودگیهای احتمالی و ایجاد بستر مناسب جهت رشد نانوساختارها میباشد.
سلول الکتروشیمیایی حاوی الکترولیت، الکترود کاری - کاتد یا زیرلایه - ، الکترود ثانویه از جنس پلاتین و الکترود مرجع کالومل اشباع - SCE - میباشد که کنترل پتانسیل روی سطح زیرلایه توسط این الکترود انجام میپذیرد. در این آزمایش الکترودهای کار و ثانویه با صفحات موازی به فاصله حدود 5 سانتیمتر و دقیقا در مقابل هم قرار میگیرند. برای کاهش مقاومت اهمی و جلوگیری از افت پتانسیل در الکترولیت، فاصله الکترودهای مرجع و کار بسیار کمتر از این مقدار و حدود 1 سانتیمتر در نظر گرفته میشود. جهت بررسی مشخصههای لایهی سولفیدقلع ایجاد شده پس از لایه نشانی از دستگاههای پراش پرتو ایکس - Xpert-Philips - و میکروسکوپ الکترونی روبشی - - - 6 - 0' LHVV ,*0$ 93 - و از طریق طیف سنج پراکندگی انرژی پرتو ایکس - EDS - متصل به میکروسکوپ الکترونی روبشی و همچنین برای آنالیز نورتابناکی لایهها از دستگاه Varian-Cary Eclipse استفاده گردید.
-3 بحث
الگوی پراش پرتو ایکس نمونههای ساخته شده در زمان های 30، 45 و 60 دقیقه در شکل - 1 - نشان داده شده است. ف یلمهای نازک تهیه شده در گسترهƟ =20-80ٍ که دارای آندی مسی و طول موج تحریک 1/5406 Å، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. همان طور که شکل نشان میدهد پیک های پراشی حاصله کاملا با موقعیت پیکهای سولفیدقلع تودهای - Card No. 01-079-2193 - مطابقت دارند.
