بخشی از مقاله
چکیده
لایه های نازک سولفید روی با ضخامت یکسان و زوایای انباشت صفر و چهل درجه در دمای 50 c روی زیر لایه های شیشه ای توسط تبخیر حرارتی پودر سولفید روی در شرایط خلا بالا انباشت شدند خواص ساختاری و نوری این لایه ها توسط دستگاه های مربوطه اندازه گیری شد آزمایش نشان می دهد تغییر زاویه انباشت بر روی همگن بودن و اندازه دانه ها و همین طور عبور نور بسیار مؤثر است.
مقدمه
نیمه رساناهای ترکیبی گروه II-VI در محدوده وسیعی از جمله در قطعات اپتوالکترونیک، مدولاتورهای الکترواپتیک و پوشش های اپتیکی سلول های خورشیدی [1]، در علوم و فنون [2] بهعنوان کاتالیزور، تابعیت اپتیکی و مغناطیسی مناسب [3]، در انواع نانولیزرها [4-5] و ترانزیستورها [6] و غیره کاربردهای فراونی دارند ZnS یک نیمه هادی از گروه 2-6 است که خواص اپتیکی و فیزیکی بی نظیری همچون ضریب شکست بالا و جذب اپتیکی پایین در محدوده طیف مرئی و مادون قرمز دارد روش های مختلفی برای تولید لایه نازک ZnS وجود دارد مانند حمام شیمیایی [7]، اسپری [8] تبخیر حرارتی [9-10]، کندو پاش [11]، نشت فتوشیمیایی [12]، نشست اکتروشیمیایی [13] ، محلول کلوئیدی [14]، میکروامولوسیون [15]، و غیره از میان همه این روش ها روش تبخیر حرارتی به دلیل پایداری بیشتر و قابلیت تکرار پذیری و سرعت لایه نشانی زیاد، معمولیترین روش در تولید لایه های نازک است .[9]
شرح آزمایش
فیلم هایZnS با روش تبخیرگرمایی توسط دستگاه لایه نشانی PVD و مدل - - 76 160 - بر روی زیر لایه های شیشه ای - 1/ 8mm 1/ 8mm 1 mm - با پودر ZnS ساخته شدند زیر لایه ابتدا در بشر حاوی استون و سپس اتانول با خلوص بالا در دستگاه آلتراسونیک به مدت 15 دقیقه قرار داده شد و در خاتمه با آب مقطر شسته و با فشار هوای نیتروژن خشک شد پودر نمونه ها در بوته هایی از جنس موریدن MO به عنوان چشمه گرما و در خلاء torr 5 /1 10 5 تبخیر گردید فیلم ها در دمای 50 c و در ضخامت 97/4nm تحت زوایای صفر و 40 درجه با آهنگ لایه نشانی 1 A / S لایه نشانی شدند.
جهت مطالعه ساختار بلوری لایه ها نمونه های تهیه شده تحت آنالیز XRD - Simens d-5000 - قرار گرفتند همچنین جهت تعیین ثابت های اپتیکی و 8 1700 - - 6+,0$ که دستگاه دو شعاعی است برای طیف عبور در ناحیه 300-1100nm و در دمای اتاق استفاده شد و برای مشخص شدن ساختار لایه ها تصاویر توسط دستگاه SPM با مدل - 6 95 - در مد AFM گرفته شده اند آنالیز AFM توپوگرافی سطوح، چگونگی قرار گرفتن توده ها و اندازه ذرات لایه نشانی شده را نشان می دهد.
نتایج و شکلها
شکل - 1 نمودار XRD برای نمونه های ZnS در ضخامت 97/4nm تحت زوایای انباشت صفر و 40 درجه در دمای 50 c شکل 1 نمودار XRD برای 2 نمونه97/4 ZnS نانومتری تحت زوایای صفر و 40 درجه در دمای زیر لایه ای 50 c را نشان می دهد با مشاهده نمودار متوجه می شویم هر 2 نمودار آمورف - بی شکل - هستند در صورت داشتن پیک می توانستیم از فرمول دبای شرر D k / - - cos اندازه دانه ها را محاسبه کرد که به دلیل آمورف بودن محاسبه نکردیم.
شکل - 2 تغییرات عبور اپتیکی با طول موج در فیلم های ZnS در دمای - - 50 c تحت زوایای انباشت صفر و 40 درجه. عبوراپتیکی فیلم های تهیه شده در دمای 50 c در شکل 2 در محدوده 300-1100nm نشان داده شده است نمودار نشان می دهد که با افزایش زوایا عبور بیشتر و جذب کمتر می شود. در آنالیز AFM سوزن متناسب با پستی و بلندیهای سطح ماده لایه نشانی شده حرکت کرده و تصاویر توپوگرافی و مورفولوژی از سطح ماده را می دهد نتایج توپوگرافی نشان می دهد که برای زاویه انباشت عمودی - صفر درجه - سطح پر از دانه بوده و حفره و فضای خالی کم است با تغییر زاویه انباشت به 40 درجه سطح متشکل از حفره های بیشتری شد و خود دانه ها کاهش یافته و لایه های ناهمگن به وجود آمده است.
نتیجه گیری
لایه های نازک ZnS با روش تبخیر در خلا در دمای 50 c - زیر لایه - و ضخامت 97/4nm تحت زوایای مختلف صفر و 40 درجه تهیه شدند فیلم ها دارای ساختار آمورف بودند . با مطالعه طیف عبوری نمونه ها متوجه شدیم که با افزایش زوایا، عبور بیشتر و جذب کمتر می شود و نتایج توپوگرافی سطح نشان می دهد که برای زاویه انباشت عمودی - صفر درجه - سطح پر از دانه بوده و حفره و فضاهای خالی کم است با تغییر زاویه انباشت به 40 درجه سطح متشکل از حفره های بیشتری شد و خود دانه ها کاهش یافته و لایه های ناهمگن به وجود آمده است.
