بخشی از مقاله
چکیده
تاثیر زبری سطح بر روی فیت لایه ها قابل ملاحظه است ، وابستگی عمل فیت به زبری سطح یافته شده است. فیلم های نازک سولفید روی - Q6 - با روش سل - ژل بر روی زیر لایه شیشه لایه نشانی شدند ، خصوصیات اپتیکی آنها با بیضی نگاری مورد مطالعه قرار گرفتند . ثابت های اپتیکی - Q N - فیلم های نازک - Q6 - با استفاده از وابستگی آنها به پارامتهای الیپسومتری - - با استفاده از سیستم مدل تک لایه ای بدست آمدند. ضریب جذب و ضریب خاموشی هم از این روش بدست آمدند. گاف نواری اپتیکی بر حسب - 6 - - در ناحیه مرئی محاسبه شدند .
کلمات کلیدی:بیضی سنجی ، لایه نازک ، زینک سولفاید ، خصوصیات اپتیکی
-1 مقدمه
تکنولوژی لایه های نازک یکی از قدیمی ترین هنرها و در عین حال یکی از جدید ترین علوم به شمار می آید. تاریخچه استفاده از لایه های نازک به خصوص لایه های نازک فلزی به عهد باستان و در حدود 3400 سال پیش بر می گردد . این روند تا امروز ادامه داشته است . اما احتمالا اولین لایه های نازک مدرن و امروزی در سال 1838 میلادی و به روش الکترولیز بدست آمده است. بونسن - %XQVHQ - و گروو - *URYH - توانستند ، لایه های نازک فلزی را به ترتیب با روش واکنش شیمیایی و پراکنش تخلیه نوری - 6SXWWHULQJ - LVFKDUJ *ORZ بدست آوردند در سالهای اخیر طراحی و ساخت لایه های نازک رسانای شفاف تک لایه ای و چند لایه ای مورد توجه بسیاری از پژوهش گران قرار گرفته است .
سولفید روی یک نیمه رسانای شفاف با گاف نواری مستقیم در حدودHY 58/3 می باشد. لایه های نازک رسانای شفاف به دلیل دارا بودن خواص الکتریکی،اپتیکی و ساختاری منحصر به فرد کاربردهای فراوانی در صنایع الکترونیکی و الکترونیک نوری دارند . از آنها به عنوان آینه های بازتاب دهنده گرمایی ، سطوح شفاف برای بازتاب گرما در پنجره های ساختمان ]؛1 [3 ، سلولهای خورشیدی معدنی و آلی [4 ] ، دیودهای نور گسیل آلی [5]، گرم کن های سطحی برای شیشه های اتومبیل ها و حسگر ها [3] ،استفاده می شود. سولفید روی - Q6 - خواص فیزیکی بی نظیری همچون ضریب شکست بالا و جذب اپتیکی پایین در محدوده طیف مرئی و مادون قرمز دارد.
-2 ساخت لایه های سولفید روی
برای ساخت لایه های نازک زینک سولفاید استات روی و تیواوره به عنوان مواد اولیه و دو متوکسی اتانول و مونو اتانول آمین به ترتیب به عنوان حلال و تثبیت کننده به کار گرفته شدند . روش مورد استفاده ، روش سل - ژل چرخشی بود و از زیر لایه شیشه برای لایه نشانی استفاده شد . ابتدا زیرلایه های شیشه ای در آب مقطر و بعد در استن شستشو شده ، زیر لایه ها به مدت 10 دقیقه در داخل استن قرار گرفتند ، و بعد از خشک شدن برای لایه نشانی آماده شدند . نسبت مولی مونواتانول آمین به استات روی یک به یک بوده است ،نسبت مولی سولفید به روی در محلول مخلوط نیز یک به یک بود .
محلول در 80 درجه سانتیگراد به مدت 120 دقیقه بر روی همزن مغناطیسی قرار داده شد، تا اینکه یک محلول همگن بدست آمد. برای تولید یک محلول شفاف ،محلول بدست آمده به مدت 24 ساعت نگه داشته شد . لایه نشانی فیلم ها بر روی زیر لایه با روش سل - ژل چرخشی انجام شد ،محلول شفاف قطره قطره بر روی زیر لایه شیشه ریخته شد. لایه نشانی در USP 4800 انجام شد . بعد از لایه نشانی لایه درست شده در 200 درجه سانتیگراد به مدت 10 دقیقه در کوره خشک شد،، بعد از این مرحله فیلم نازک در 500 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت بازپخت شد بعد از باز پخت فیلم برای اندازه گیری در دستگاه بیضی نگار آماده شد.
-3 آنالیز بیضی سنجی
بیضی سنجی یک روش توانمند و غیر مخرب برای آنالیز لایه های بسیار نازک است این روش قادر به اندازه گیری ضریب شکست ، ضریب جذب و ضخامت لایه های نازک است این وسیله بر مبنای این واقعیت ساخته شده است که بازتاب از یک فصل مشترک - سطح - دی الکتریک می تواند قطبش و فاز موج ورودی را تغییر دهد. این تغییرات به ضریب شکست ماده بستگی دارد این روش همچنین خواص نوری و مورفولوژی لایه را نیز مشخص کند.پارامترهای - - 6 - برای فیلم های Q6 با یک چرخش جبران کننده دستگاه بیضی نگار در طول موج 300 تا 850 نانومتر اندازه گیری شد . داده ها در زاویه ورودی 70 درجه بدست آمدند . همه اندازه گیریها در دمای اتاق بدست آمدند ثابت های اپتیکی فیلم های Q6 با فیت کردن مدل برای داده های اندازه گیری شده با برنامه بیضی نگار تعیین شدند.
پارامترهای تئوری - 6 - و - وابسته به خصوصیات اپتیکی وساختاری که با معادله زیر تعیین می شوند بدست آمدند:در اینجا SU و VU ضرایب انعکاس فرنل نور پلاریزه هستند ، SU موازی و VU عمود بر صفحه ورودی هستند در این مقاله ما مدل زیرا برای آنالیز انتخاب کردیم برای بدست آوردن ثابتهای اپتیکی ، طیفهای و با یک مدل مناسب فیت شدند.ثابت های اپتیکی شامل ضریب شکست و ضریب خاموشی می باشند ، مطالعه بیضی نگاری بر روی یک مدل سه لایه ای شامل زبری سطح ، لایه ]QV و زیر لایه انجام شد. در شکل های ورودی بدست آوردیم. ضریب انعکاس لایه ]QV می تواند با استفاده از فرمول زیر بدست آید:
