بخشی از مقاله
چکیده
لایه های نازک سولفید کادمیوم و اکسید آهن به روش حمام شیمیایی - CBD - به روی زیر لایه های شیشه ای با افزودن ناخالصی فلزی مس و در شرایط آزمایشگاهی کاملا یکسان تهیه شده اند.ساختار این لایه ها توسط روشهای مختلف آنالیز میکروسکوپ روبشی - - SEM،میکروسکوپ نیروی اتمی - AFM - ، پراش اشعه ایکس - XRD - واسپکتروفتومتری مورد بررسی قرار گرفت.هدف مشاهده اثر ناخالصی فلزی مس بر روی تغییر ساختار و گاف انرژی لایه های ساخته شده می باشد که نتایج خوبی حاصل گردیده است.
-1مقدمه
اندازه گیری ثابتهای اپتیکی فلزات نجیب از جمله مس از زمان درود شروع شد و تلاش برای بالا بردن دقت اندازه گیری و مقایسه نتایج تجربی و نظری ادامه یافت.[1]با توجه به اینکه ساختار، خواص فیزیکی و به خصوص اپتیکی لایه های نازک را میتوان بر حسب زیرلایه، دما، ضخامت، آهنگ انباشت و دیگر پارامترها به منظور دستیابی به مشخصه های فیزیکی مطلوب به میزان قابل توجهی تغییر داد، این ویژگی ها اساس توسعه کاربردهای لایه های نازک را تشکیل میدهند. از جمله این کاربردها میتوان پوشش لایه های فلزی در آینه های نیم اندود تابشگرهای UV و آینه های تلسکوپ [2]قطبشگرها، قطعات فعال نوری، فیلترهای اپتیکی، مدارهای میکروالکترونیک و اپتیک تجمعی را نام برد.
کارهای متعددی از پیش از سه دهه گذشته تا کنون روی خواص اپتوالکترونیکی فلزات، فلزات نجیب و مخصوصاً مس کپهای انجام شده است که از آنها میتوان به خواص الکترون آزاد درود [1,3]و انحراف از آن [4]،اثرات پراکندگی الکترون -فونون [5]،تأثیر دمای زیرلایه بر نوع ساختار سطحی مس و مورفولوژی آن [6]،تأثیر دمای زیرلایه بر خواص اپتیکی لایه های نازک مس و نقره[7]،مشخصه های لایه های نازک مس و خواص اپتیکی آن به عنوان تابعی از آهنگ لایه نشانی[8]،ثابتهای اپتیکی مؤثر لایه های نازک نقره[9]،خواص اپتیکی لایه های نازک نقره لایه نشانی شده به روش کند و پاش [10]،خواص اپتیکی و ساختاری لایه های نازک اکسید مس که به وسیله اکسیداسیون لایه های فلزی رشد داده شده اند.[11] مطالعات اپتیکی روی لایه های نازک مس بر زیرلایه سیلیکان [12]،اثر ابعاد لایه های نانویی مس بر روی ثابتهای مختلط اپتیکی و گذردهی در ناحیه مادون قرمز[13]اشاره کرد. در این مقاله به بررسی خواص ساختاری و اپتیکی لایه های نازک سولفید کادمیوم و اکسیدآهن در حضور ناخالصی مس ساخته شده با روش حمام شیمیایی می پردازیم.
-2روش آزمایش
قبل از انجام آزمایش زیرلایه های شیشه ای با استفاده از استن و الکل از وجود ناخالصی های موجود در سطح تمییز شدند.سپس مقدار 25،0 مولار از نمک کلرید آهن و1 مولار از نمک سولفید کادمیوم به صورت جداگانه هرکدام در بشرهای حاوی 90 میلی لیتر آب مقطر دوبار تقطیر شده حل شدند و حجم داخل بشرها با آب مقطر دو بار تقطیر شده تا میزان 100 میلی لیتر افزایش داده شد. سپس با استفاده از همزن مغناطیسی محلول ها مخلوط شدند و دو محلول اکسید آهن و سولفید کادمیوم تهیه شدند.
با اندازه گیری PH و افزودن مقدار مشخصی از آمونیاک به محلول ها ، PH موردنظر برای اکسید آهن و سولفید کادمیوم فراهم شد. سپس مقدار 5،0مولار کلرید مس به محلول ها اضافه شد. این نمک بعنوان ناخالصی فلزی مس عمل می کند. محلول های جدید هم زده شدند تا محلول های یکنواخت مورد نظر حاصل شدند.سپس هر یک از بشرها را بر روی هیتر جداگانه ای قرار دادیم. حرارت هیترها طوری تنظیم و کنترل شد که دمای نمونه ها 70 درجه سانت گراد و ثابت باشد.
پس از تثبیت دمای مورد نظر محلول ها،زیرلایه های شیشه ای آماده شده با استفاده از گیره های نگه دارنده به صورت عمودی در داخل بشرهای حاوی محلول های اکسید آهن و سولفید کادمیوم قرار دادیم. مدت زمان مورد نظر برای لایه نشانی ثابت و 40دقیقه در نظر گرفته شد.پس از اتمام این زمان ها لام را از داخل بشرها خارج کردیم تا در مجاورت هوا خشک گردیدند ، و سپس یکی از لایه هایی را که بر دو سطح زیر لایه انباشت گردیده بودند،تمیز و پاک کردیم و سطحی را که در آن انباشت به خوبی صورت گرفته ، جهت انالیزهای لایه، باقی گذاشتیم.آنالیزهای ساختاری AFM ،SEM وXRD وهمینطور آنالیز اپتیکی اسپکترو فتومتری جهت تغییرات ساختاری و گاف انرژی از لایه های ساخته شده انجام شد.
-3بحث و نتیجه گیری
-3-1خواص ساختاری
شکل 1 تصاویر میکروسکوپ روبشی از لایه های - الف - CdS:Cu و - ب - Fe2O3:Cu را نشان می دهند. اشکال کوچک داخل هریک از شکلها تصویر لایه ها بدون حضور ناخالصی فلزی مس را نشان می دهند.
