ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة تحليلية و تجريبية للخصائص الضوئية و البنيوية للأغشية الرقيقة CdTe المرسبة بالتبخير الحراري

Analytical and Experimental Study of Structural and optical properties of ther

1872   0   5   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2012
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

رسبتْ أغشية رقيقة من الكادميوم تيلورايد (CdTe) على ركازات من الزجـاج بثخانـات مختلفـة بطريقة التبخير الفيزيائي الحراري (evaporation thermal). الثخانات الهندسـية للأغـشية جـرى حسابها من طيف الانعكاس للأغشية، و درست الخواص البنيوية و التوجه البلوري لهذه الأغشية بتحليـل انعراج الأشعة السينية (XRD) و حددت وسطاء البنية مثل ثابت الشبيكة البلورية (a) و كثافة الانخلاعات (δ) و عامل الإجهاد (ε), و أبعاد الحبيبات (D), و لوحظ ازدياد الأبعاد الحبيبيـة و نقـصان فـي الإجهـاد المكروي و كثافة الإنخلاعات بازدياد ثخانة الغشاء المرسب. و تبين أن الأغشية ذات بنية مكعبة مركزيـة الوجوه، و حدد التوجه البلوري المفضل للغشاء و الحبيبات المتشكلة عليه فكـان الوجـه (111) موازيـاً لسطح الركازة. كما استخدمنا مقياس الطيف في الدراسة الضوئية، و لاحظنا تزايداً في عامل الامتـصاص بزيادة ثخانة الغشاء و تناقصاً في عرض فجوة الطاقة بازدياد الثخانة.


ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة الخصائص البنيوية والضوئية لأغشية رقيقة من الكادميوم تيلورايد (CdTe) التي تم ترسيبها على ركائز زجاجية باستخدام طريقة التبخير الحراري. تم حساب السماكة الهندسية للأغشية باستخدام طريقة التداخل الضوئي بناءً على منحنى الانعكاس المسجل بواسطة المطياف الضوئي. أظهرت تحليلات حيود الأشعة السينية (XRD) والخصائص الضوئية للأغشية ذات السماكات المختلفة أن هذه الأغشية متعددة البلورات مع تفضيل اتجاه (111). تم حساب ثابت الشبكة البلورية (a)، حجم البلورات (D)، كثافة الانخلاعات (δ)، والإجهاد الميكروي (ε). لوحظ أن حجم البلورات يزداد بينما تقل كثافة الانخلاعات والإجهاد الميكروي مع زيادة سماكة الأغشية. كما أظهرت الدراسة زيادة في الامتصاص الكلي مع زيادة سماكة الأغشية، وتم تحديد فجوة الطاقة المباشرة والتي تقل مع زيادة سماكة الأغشية. تم استخدام مطياف ضوئي لدراسة الخصائص الضوئية، ولوحظ زيادة في الامتصاص مع زيادة سماكة الأغشية وتناقص في عرض فجوة الطاقة مع زيادة السماكة. النتائج التي تم الحصول عليها تتفق مع القيم المبلغ عنها سابقاً.
قراءة نقدية
تعتبر هذه الدراسة إضافة قيمة إلى مجال دراسة الأغشية الرقيقة من الكادميوم تيلورايد، حيث تقدم معلومات مفصلة حول الخصائص البنيوية والضوئية لهذه الأغشية. ومع ذلك، يمكن تقديم بعض الملاحظات النقدية لتحسين الدراسة. أولاً، كان من الممكن أن تكون الدراسة أكثر شمولية إذا تم تضمين مقارنة مع تقنيات ترسيب أخرى غير التبخير الحراري، مثل الترسيب الكيميائي أو الترسيب بالليزر. ثانياً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى التطبيقات العملية لهذه الأغشية في الأجهزة الإلكترونية أو الخلايا الشمسية، مما يحد من فهم القارئ للفوائد العملية لهذه الدراسة. وأخيراً، كان من الممكن تحسين الدراسة بإضافة تحليل أكثر تفصيلاً للعوامل التي تؤثر على الخصائص الضوئية والبنيوية للأغشية، مثل تأثير درجة الحرارة أو نوع الركيزة المستخدمة.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الطريقة المستخدمة لترسيب أغشية CdTe في هذه الدراسة؟

    تم استخدام طريقة التبخير الحراري لترسيب أغشية CdTe على ركائز زجاجية.

  2. ما هو تأثير زيادة سماكة الأغشية على حجم البلورات وكثافة الانخلاعات؟

    يزداد حجم البلورات بينما تقل كثافة الانخلاعات مع زيادة سماكة الأغشية.

  3. ما هي الخصائص الضوئية التي تمت دراستها في هذه الأغشية؟

    تم دراسة الامتصاص، معامل الانكسار، معامل الانقراض، وفجوة الطاقة الضوئية للأغشية.

  4. ما هو التوجه البلوري المفضل للأغشية المرسبة؟

    التوجه البلوري المفضل للأغشية المرسبة هو (111).


المراجع المستخدمة
Cheng, J., Fan, D. Wang, H., Liu. B. W. (2003). Semicond. Sci. Technol. 18, 676
Shaaban, E. R., Afify, N., El-Taher. (2009). Effect of film thickness on microstructure parameter and optical constants of CdTe thin films Journal of Alloys and Compounds 482 , 400-404
Laitha, S., Karazhanov, S. Zh., Ravindran, P., Senthilarasu S. and all…., (2007). Electronic structure, structural and optical properties of thermally evaporated CdTe thin films. Physica B 38, 227-238
قيم البحث

اقرأ أيضاً

قمنا بترسيب أغشية رقيقة من الكادميوم تيلورايد (CdTe) على ركازات من الـسليكون بثخانـات مختلفة بطريقة التبخير الفيزيائي الحراري (evaporation thermal) . الثخانات الهندسـية للأغـشية جرى حسابها من طيف الانعكاس للأغشية، و درست الخواص البنيوية و التوجه ال بلوري لهـذه الأغـشية بتحليل انعراج الأشعة السينية (XRD) و حددت وسطاء البنية مثل ثابت الشبيكة البلوريـة (a) و كثافـة الانخلاعات (δ) و عامل الإجهاد (ε) ، و أبعاد الحبيبات (D) ، و لوحظ ازدياد الأبعاد الحبيبية و نقـصان فـي الإجهاد المكروي و كثافة الانخلاعات بازدياد ثخانة الغشاء المرسـب. كمـا اسـتخدمت تقنيـة انعـراج الالكترونات عالية الطاقة المنعكسة (RHEED) في الدراسة البنيوية و تبين أن الأغشية ذات بنية مكعبة مركزية الوجوه، و حدد التوجه البلوري المفضل للغشاء و الحبيبات المتشكلة عليه فكـان الوجـه (111) موازياً لسطح الركازة، كما حددت نسبة الكادميوم و التيلورايد في الأغشية المرسـبة باسـتخدام تقنيـة الـ(EDX) و وجد أن النسبة المئوية الذرية للكادميوم قد ازدادت فـي حـين النـسبة المئويـة الذريـة للتيلورايد قد نقصت، و ذلك بسبب إعادة تبخر ذرات التيلورايد المترسبة.
تم، في هذا العمل، تسجيل عدد جسيمات ألفا الصادرة عن منبع من الأمريسيوم-241، و المتبعثرة على وريقات رقيقة من الذهب و الألمنيوم بتابعية زاوية التبعثر، باستخدام كاشف نصف ناقل و غرفة تبعثر رذرفورد. تم أيضاً قياس المقطع العرضي التفاضلي عن الناتج عن هذا الت بعثر، و حساب العدد الذري للهدف تجريبياً، لكل من الذهب و الألمنيوم. مقارنة النتائج التجريبية بالنتائج النظرية يشير إلى تطابق جيد بينهما.
نقدم في هذه الورقة الخصائص البنيوية و الضوئية و الكهربائية لأفلام رقيقة من أكسيد الزنك تمت تنميتها من أجل بارامترات مختلفة بوساطة طريقة الترسيب الذري الطبقي (ALD). و قد نميت هذه الأفلام على ركائز من الزجاج و السيلكون عند درجات حرارة منخفضة. استخدمنا ثنائي إيتيل الزنك (diethyl-zinc) و الماء منزوع الأيونات كمصادر للزنك و الأكسجين، على التوالي. أجريت قياسات مورفولوجيا السطح، و التألق الضوئي في درجة حرارة الغرفة و مفعول هول لطبقات من أكسيد الزنك. و قد بينت الدراسة أن الأفلام التي تم الحصول عليها عند درجة حرارة130°C تظهر أعلى تركيز للحاملات (1.1×1019 cm-3) و أقل مقاومة (2.84×10-2 Wcm) . كما أظهرت الأفلام حركية تصل إلى 19.98 cm2/Vs و أنها ترتبط مع عملية التكنولوجيا المستخدمة.
تمَّ، في هذا العمل، استخدام تقنيات قياس أشعة غاما باستعمال كاشف من يوديد الصوديوم (NaI) المُشاب بالتاليوم (Tl)، حيث تمَّ الحصول على معايرة الكاشف NaI(Tl)، و قدرة فصله, كما تمَّ حساب و قياس النشاط الإشعاعي لمنابع مُشعة باستخدام الطريقة النسبية، و الطر يقة المُطلقة. تُشير مقارنة النتائج التجريبية مع النظرية للنشاط الإشعاعي للمنابع المُشعة المُستخدمة إلى تطابق جيد، و أفضل قيم تمَّ الحصول عليها كانت بوساطة الطريقة المُطلقة.
تعتبر البلاطات من أهم العناصر في الجملة الإنشائية ، إذ إنها تشكل بحدود 60% من حجم البيتون المسلح الإجمالي للبناء [1]. من هنا فإن اختيار التصميم المناسب للبلاطات يعتبر من المسائل الأساسية التي يجب أخذها بعين الاعتبار عند تصميم الأبنية . من جهة أخرى فإ ن حمولات الزلازل تتعلق بشكل رئيسي بالوزن الذاتي للبناء ، و بالتالي فإن حجم البلاطات يلعب الدور الرئيس في تصميم العناصر الإنشائية الأخرى ( الجوائز ، الأعمدة ،جدران القص ، القواعد ) للبناء. هدف هذا البحث هو السعي للوصول إلى تصميم أفضل ( اختيار الأبعاد المناسبة ) للبلاطات البيتونية المسلحة لرفع كفاءتها لتقاوم الحمولات الخارجية المطبقة ، و تحقيق أكبر ريعية اقتصادية في استخدام المواد ، و تلافي أي احتمال لظهور تشوهات قد تحدث خلال عملية استثمار المبنى ،تؤثر سلباً في الناحية الوظيفية و الجمالية للمبنى . يتضمن البحث إجراء دراسة تجريبية على بلاطات حقيقية ، و دراسة نظرية على السهوم المتشكلة في البلاطات مع الأخذ بعين الاعتبار الخواص اللدنة للبيتون. فكرة البحث هي تنفيذ سهوم معاكسة في البلاطات في مرحلة الإنشاء، و قياس التشوهات الفعلية المتشكلة و مراقبتها مع الزمن و مقارنتها مع التشوهات النظرية المتوقعة . ان النتائج والتوصيات التي تم الحصول عليها في نهاية البحث يمكن أن تساهم في اختيار التصميم الأفضل للبلاطات البيتونية المسلحة ، و اختيار الأبعاد المناسبة ( السماكة ) لتحسين أدائها و رفع كفاءتها لمقاومة الحمولات الخارجية المطبقة ، و كذلك بداية الطريق لمزيد من الأبحاث في هذا المجال .
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا