بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش لایههای نانوساختار سلنیدروی با استفاده از روش تبخیر حرارتی، جهت بررسی اثر دمای زیرلایه بروی خواص نوری رشد داده شدند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ساختارهایی با ریخت نانوسیم را نشان دادند و الگوی پراش پرتو ایکس نیز تشکیل فاز مکعبی روی بلند را تایید کردند . نمونهها در دمای اتاق از خود خاصیت نورتابناکی نشان دادند که بر قابلیت استفاده آن در تجهیزات الکترونیک نوری تاکید دارد. طیف رامان نیز نتایج بدست آمده از XRD را در کیفیت بلوری خوب تایید کرده است.
-1 مقدمه
سلنیدروی نیمرسانای ترکیبی گروه های II-VI با انرژی شکاف باند پهن - 2/67 eV - در دمای اتاق است. به دلیل ساختار نواری مستقیم و انرژی بستگی اکسایتون بزرگ - 21 MeV - بهمراه شعاع اکسیتون بوهر نسبتاً کوچک - 3/8 nm - نانوساختارهای چنین نیمرساناهایی باعث میشود که توجه گستردهای را برای ساخت وسایل ساطع کننده نور آبی و دیودهای لیزری به خود جلب کند 2]،.[1 سلنیدروی کاربردهای بالقوهای در ساخت وسایل نانومقیاس الکترونیک نوری دارد. از جمله این کاربردها میتوان به دیودهای ساطع کننده نور، سلولهای خورشیدی ، آشکارسازهای نور مرئی ، مواد پنجرهای در زمینه فتوولتائیک، مواد خنک کننده ترموالکتریک و ... اشاره کرد .[1]
خواص و فرآیندهای نوری ZnSe با توجه به کاربردهای آن در چند دهه اخیر به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفتند. به دلیل خواص نوری، مانند جذب پایین در گسترهی وسیعی از طول موج و خاصیت پادبازتابی در ناحیهی فروسرخ و داشتن ضریب بازتاب بالا برای سایر طول موجها، در سلولهای خورشیدی مورد استفاده قرار میگیرد .[3] سلنیدروی با دارا بودن شکاف باند مستقیم پهن،قابلیتِ کاربرد در ناحیه سبز آبیبینابِنورِ مرئی درساختِ دیودهای نور گسیل را دارد .[4]
روش های گوناگونی برای تولید نانوساختارهای تک بعدی - 1D - سلنیدروی وجود دارد که از جمله آن می توان مانند رشد همبافته با باریکه مولکولی [5] - MBE - ، رسوب گذاری بخار شیمیایی آلی-فلزی [5] - MOCVD - ، رسوب گذاری لیزر پالسی [5] - PLD - ، گرمابی [6] و ... را نام برد. در میان این روش ها، روش رسوبگذاری بخار شیمیایی - CVD - پیشگام و برای تولید نانوساختارهای ZnSe استفاده شده است. در این مطالعه، رشد نانوسیمهای ZnSe که روی×زیرلایه روی × - Zn - با تلفیق پودر سلنیوم بدون استفاده از هر کاتالیزور فلزی دیگر میباشد، ارائه شده و تاثیر دمای زیرلایه بروی خواص نوری آنها مورد بررسی قرار گرفته است.
-2 روش آزمایش
ابتدا سطح زیرلایهها توسط سنباده زبر شدند و به مدت چند دقیقه با استفاده از حمام فراصوت صوت مورد شستشو قرار گرفتند. سپس جهت اطمینان از هر گونه آلودگی با روش الکتروشیمیایی درون اسید-استیک به مدت بیست دقیقه اکسیدزدایی شده و خشک شدند. در این مرحله پودر سلنیوم باخلوص بسیار بالا به مقدار 0/05 گرم توسط ترازوی دیجیتالی اندازهگیری و درون قایق آلومینا درون لوله شیشهای کوارتز دو سر باز در دمای 315 قرار داده شد.
سپس زیرلایهها، روی قایق آلومینایی درون کوره در محدوده 14 تا 16 سانتیمتر از مرکز کوره که محل ریزش بخارات اشباع شده است قرار گرفتند. اتاقک واکنش مهر و موم شده و پمپ خلأ متصل به کوره، فشار درون کوره را در فشار 10 torrدر کل آزمایش ثابت نگه میدارد. آرگون - 80% - و هیدروژن - 20% - در اتاقک واکنش به میزان 25 sccm به عنوان گاز حامل تولید شده بود. پس از آن دمای کوره تا 500 به میزان 10 بالا رفته و برای مدت زمان یک ساعت در این دما ثابت و در نهایت تا دمای اتاق خنک شده بود. بعد از واکنش، محصولات روی سطح زیرلایه ها بصورت لایه های زرد رنگ رشد کردند. این چینش در شکل - 1 - نشان داده شده است.
-3 بررسی و تحلیل نتایج
-1-3 آنالیزهای پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی الگوی پراش لایه های سلنیدروی در دماهای مختلف در شکل - 2 - نشان داده شده است. بر این اساس هر سه الگو ساختارمکعبی روی بلند را نشان داده که با کارت استاندارد شماره 00-037-1463 مطابقت دارند.
