بخشی از مقاله
چکیده - در این مقاله ساخت و مشخصه یابی لایه های نازک شفاف از نانو ذرات دی اکسید قلع مورد بررسی قرار گرفته است، وهمچنین تاثیر دمای بازپخت بر ساختار لایه نازک اکسید قلع مورد مطالعه قرار گرفت. لایه نازک به روش لایه نشانی چرخشی ساخته شده است. و ماده اولیه جهت لایه نشانی، سل اکسید قلع می باشد. با تحلیل طیف XRD، صفحات کریستالی تشکیل دهنده لایه نازک، بدست آمده است. برای بررسی مورفولژی و تخلخل لایه نازک از روش تصویربرداری SEM استفاده شد. با استفاده از طیف سنجی UV-VIS پارامترهای نوری لایه نازک ساخته شده، بدست آمد.
-1 مقدمه
لایه نازک دی اکسید قلع نیمرسانا نوع n با گاف نواری اپتیکی مستقیم و پهن با انرژی 3/78 الکترون ولت می باشد. این لایه نازک دارای مقاومت الکتریکی پایین و شفافیت نوری بالا در محدوده مرئی از طیف امواج الکترومغناطیس است.[1]ولی در ناحیه مادون قرمز بصورت یک انعکاس دهنده عمل می کند . بر اساس این ویژگی، می توان لایه نازک اکسید قلع را بعنوان لایه ذخیره کننده انرژی بکار برد. کاربرد لایه های نازک اکسید قلع در سلول های خورشیدی و حسگرهای گازی بسیار با اهمیت است.[2]
در این مقاله ساخت لایه نازک شفاف دی اکسید قلع جهت کاربرد حسگر گازی مورد مطالعه قرار گرفته است. از آنجا که مورفولژی و تخلخل لایه نازک نقش کلیدی در کاربرد حسگری لایه نازک دارد، ساخت لایه نازکی با دانه بندی کوچک و تخلخل بالا نقش قابل توجهی در افزایش حساسیت و بهبود زمان پاسخ حسگر خواهد داشت.[3] در این رویکرد از روش سل - ژل برای لایه نشانی استفاده شده است. با بررسی خواص نوری و کریستالی نمونه ها، مشخصه یابی نانوذرات تولید شده انجام گردید. نتایج نشانگر مناسب بودن این روش برای تولید لایه های نازک دی اکسید قلع برای کاربرد حسگری می باشد.
-2 بخش تجربی
در این تحقیق ماده اولیه جهت لایه نشانی با استفاده از روش سل- ژل ساخته شده است. برای ساخت سل اولیه ابتدا 15 ml کلراید قلع - - IV را با 260 ml ایزوپروپانول در دمای 40 c0 و به مدت 24 ساعت به وسیله همزن مغناطیسی مخلوط می کنیم. فرمول شیمیایی سل بدست آمده بصورت زیر می باشد: SnClx - OC3H7 - +HCl xSnCl4+yC3H7OH مراحل تمیز کردن زیر لایههای شیشهای بدین صورت است که ابتدا زیر لایه های را به ترتیب در استون و اسید سولفوریک% 5 در دستگاه اولترا سونیک به مدت 20 دقیقه گذاشته می شوند و سپس جهت خشک نمودن در خشک کن به مدت 15 دقیقه قرار داده می شوند.
جهت لایه نشانی ده قطره از محلول سل بر روی زیر لایه قرار داده شده و بوسیلهی دستگاه چرخان به مدت 25 ثانیه و با سرعت 3000 - rpm - لایه نشانی می شوند. پس از هر بار لایه نشانی زیر لایه درخشک کن به مدت 10 دقیقه و در دمای 150oC درجه خشک میشود. این مراحل 12 بار تکرار میشود. سپس زیر لایهی شیشهای پوشیده شده با اکسیدقلع در سه دمای مختلف 450oC، 550oC و 650oC به مدت 2 ساعت در کوره قرار داده می شود. جهت شکل گیری صفحات کریستالی به بهترین شکل، زمان سرد شدن کوره حدود 8 ساعت انتخاب می شود. در شکل - - 1 طرح کلی ساخت لایه نازک اکسید قلع به روش چرخشی رسم شده است.
-3 مشخصه یابی لایه های نازک
شکل های - 2 - و - 3 - الگوی پراش اشعه ایکس لایه نازک ساخته شده در دماهای بازپخت مختلف را نشان میدهد. قلههای دیده شده در شکل با قلههای مربوط به اکسید قلع گزارش شده در مراجع[4] کاملا مطابقت دارد. می توان از این طرح های پراش نتیجه گرفت که ذرات اکسید قلع بدون ناخالصی برروی زیر لایه شیشه ای تشکیل شده است.
