درست في هذا البحث العلاقة بين الناقلية الضوئية ( opϬ ( Optical Conductivity و كلاً من طاقة الفوتون (hν) , و معامل الامتصاص ( α (absorbance coefficient , و النفوذية ( T ( Transmittance , و معامل الانكسار ( no ( refractive index , و معامل العزل الكهربائي الحقيقي و التخيلي (εr , εi) (real and imaginary part of dielectric coefficient), و v سرعة دوران جهاز الترسيب (Spin Coater), و ذلك عند طول موجة محدد هو (600nm), لفيلم رقيق نقي (pure thin film) محضر من مادة عضوية بوليميرية هي بولي ستايرين (Polystyrene), بطريقة التغطية بالدوران (Spin Coating), من أجل سرعات هي (1000, 2000, 3000) RPM في درجة حرارة الغرفة و تحت الضغط الجوي النظامي.
تبين من هذه الدراسة أن فيلم PS الرقيق هو فيلم نفوذ للأشعة تحت الحمراء القريبة, حيث تراوحت نفوذيته بين (85-90)%, و أن الناقلية الضوئية opϬ تزداد بازدياد طاقة الفوتون, فتأخذ أعلى قيمة لها 1.67 X 1014 1/sec عند الطاقة , ( hν = 3.1 ev ) الموافقة لطول الموجة ( λ= 400nm) من أجل السرعة 1000RPM أي أنها تنشط في مجال الأشعة المرئية. و وجدنا أنها تتناقص مع ازدياد سرعة دوران ترسيب البوليمير.
و كانت قيم Eg للانتقالات الالكترونية المباشرة المسموحة مساوية الى (2.5ev) , (2.4ev) , (2.3ev) في الأفلام المحضرة وفق السرعات 1000RPM, 2000RPM, 3000RPM على الترتيب. أما للانتقالات الالكترونية المباشرة الممنوعة فكانت تساوي (2.3ev) , (2.2ev) , (2.1ev) للأفلام المحضرة على الترتيب.
بينما كانت أكبر قيمة لطاقة يورباخ Eu تساوي الى (163mev) الموافقة للسرعة 1000RPM و أقل قيمة لها تساوي (109mev) الموافقة للسرعة 3000RPM.
In this research we studied the relationship between the optical conductivity Ϭop and
photon energy (hν), the absorbance coefficient (α), transmittance (T), the refractive index
(no), and the real part and imaginary part of dielectric constant (εr, εi), the spinning velocity
of deposition device (v), for a specific wave length (600nm), for a pure thin film prepared
from an organic polymer material, Polystyrene (PS), by spin coating technique, on three
velocities ( 1000-2000-3000)RPM, in room temperature and 1atm.
It was shown that the PS film is a transmittive film with a transmittance values
reach ( 85 – 90 )% in the infrared region, and the optical conductivity Ϭop increased with
the photon energy, and for the velocity 1000RPM it took the highest value ( 1.67 X
1014 )1/sec, at the photon energy (hν =3.1 ev) and the wave length ( λ= 400nm ),
which means that the optical conductivity Ϭop is active in the visible region, and also it
decreases with the spinning velocity.
The values of energy gap for allowed direct transitions were (2.5ev), (2.4ev), (2.3ev)
for the films prepared on 1000RPM, 2000RPM, 3000RPM, and for the forbidden direct
transitions were (2.3ev), (2.2ev), (2.1ev) respectively .
The biggest value of Urbach energy Eu was (163mev) on the velocity 1000RPM and
the lowest value was (109mev) on the velocity 3000RPM.
References used
EPA ,OPPT Chemical Fact Sheets, United States Environmental protection Agency, USA, 1994, 1-14
H. NEAMA et al, The effect of ferrous chloride (FeCl2) on some optical properties of polystyrene. Academic research International, Iraq, Vol.5 (2), 2014, 161-166
BECKER M.R. et al, wave guide optical properties of poly styrene doped with P-nitroaniline derivatives, Journal of Optical Materials, Germany, Vol. 32, 2010, 1526 - 1531