ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

ترسيب و توصيف أغشية رقيقة ذات حبيبات نانوية من كبريت الرصاص موضعة على ركائز من الزجاج بطريقة الحوض الكيميائي

Growth And Characterization Of Pbs Nanocrystalline Thin Films Deposited On Glass Substrates By Chemical Bath Deposition

1857   0   21   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2011
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

نتطرق في هذا المقال إلى تحضير أغشية رقيقة من كبريت الرصاص PbS ذات حبيبات بلورية بأبعاد نانوية على ركائز من الزجاج باستخدام طريقة التوضيع في الحوض الكيميائي. قمنا بهذا العمـل بهـدف دراسة الفوتوناقلية في الأغشية الرقيقة من نصف الناقل PbS .نعرض في هذا المقال تفاصـيل عمليـة التحضير. قيست سماكة الأغشية المترسبة باستخدام الطريقتين الميكانيكية و الضوئية. كما حـددنا قيمـة القطاع المحظور اعتماداً على قياسات الامتصاصية الضوئية. كذلك قُدر قطر الحبيبات البلوريـة النانويـة للأغشية التي رسبت باستخدام التقريب الأول لنموذج العصابات ذات القطع المكافئ، و قيم القطاع المحظور التي تم الحصول عليها. كذلك قمنا بدراسة السلوك الكهربائي و الفوتوناقلية للأغشية المذكورة، فدراسـتنا تُظهر أن حجم الحبيبات البلورية في غشاء PbS يؤثر في الخصائص الكهرضوئية للمـادة المدروسـة. كذلك استنتجنا أن أغشيتنا مكونة من طبقتين مختلفتين بحجم الحبيبات: الطبقة الأولى هـي طبقـة PbS المترسبة مباشرةً على ركيزة الزجاج و قطر حبيباتها نحو 25nm ،أما الطبقة الثانية فهـي طبقـة PbS المترسبة فوق الطبقة الأولى و قطر حبيباتها حوالي 70nm.


ملخص البحث
تتناول هذه الورقة البحثية إعداد وتوصيف الأغشية الرقيقة النانوية من كبريتيد الرصاص (PbS) باستخدام تقنية الترسيب الكيميائي في الحمام (CBD). الهدف من الدراسة هو تحليل الفوتوكوندوكتيفية للأغشية الرقيقة من أشباه الموصلات PbS. تم وصف تفاصيل طريقة التحضير، وتم تحديد سمك الأغشية المترسبة باستخدام الطرق الميكانيكية والبصرية. من خلال قياسات الامتصاص البصري، تم تحديد قيم فجوة الطاقة. باستخدام نموذج الحزم المكافئ في التقريب الأول، تم تحديد حجم البلورات النانوية من PbS. كما تم دراسة السلوك الكهربائي والفوتوإلكتروني للأغشية. أظهرت الدراسة أن حجم البلورات النانوية للأغشية الرقيقة يؤثر على الخصائص الفوتوكوندوكتيفية للمادة. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت التحقيقات وجود حجمين مختلفين من الحبيبات في طبقتين مختلفتين: الطبقة الأولى بحجم حبيبات حوالي 25 نانومتر وهي الجزء المترسب مباشرة على الركيزة الزجاجية، والطبقة الثانية بحجم حبيبات حوالي 70 نانومتر وهي الجزء المترسب على الطبقة الأولى.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تقدم هذه الورقة البحثية مساهمة مهمة في فهم تأثير حجم البلورات النانوية على الخصائص الفوتوكوندوكتيفية لأغشية PbS الرقيقة. ومع ذلك، يمكن تحسين الورقة من خلال تقديم مزيد من التفاصيل حول الظروف التجريبية المستخدمة في الترسيب الكيميائي في الحمام (CBD)، مثل درجة الحرارة ومدة الترسيب. كما أن الدراسة تفتقر إلى مقارنة نتائجها مع نتائج دراسات سابقة في نفس المجال، مما قد يساعد في تعزيز مصداقية النتائج. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون هناك حاجة إلى مزيد من التحليل النظري لدعم النتائج التجريبية وتفسيرها بشكل أعمق.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من الدراسة؟

    الهدف الرئيسي من الدراسة هو تحليل الفوتوكوندوكتيفية للأغشية الرقيقة من أشباه الموصلات PbS.

  2. ما هي التقنية المستخدمة في تحضير الأغشية الرقيقة من PbS؟

    تم استخدام تقنية الترسيب الكيميائي في الحمام (CBD) لتحضير الأغشية الرقيقة من PbS.

  3. كيف يؤثر حجم البلورات النانوية على الخصائص الفوتوكوندوكتيفية للأغشية الرقيقة؟

    أظهرت الدراسة أن حجم البلورات النانوية للأغشية الرقيقة يؤثر على الخصائص الفوتوكوندوكتيفية للمادة، حيث أن حجم البلورات يؤثر على فجوة الطاقة والخصائص الكهربائية والفوتوإلكترونية.

  4. ما هي الأحجام المختلفة للحبيبات التي تم العثور عليها في الأغشية الرقيقة؟

    تم العثور على حجمين مختلفين من الحبيبات: الطبقة الأولى بحجم حبيبات حوالي 25 نانومتر وهي الجزء المترسب مباشرة على الركيزة الزجاجية، والطبقة الثانية بحجم حبيبات حوالي 70 نانومتر وهي الجزء المترسب على الطبقة الأولى.


المراجع المستخدمة
Blount G. H., Schreiber P. J., Smith D. K., and Yamada R. T. (1973). Variation of the properties of chemically deposited lead sulfide film with the use of an oxidant. J. Appl. Phys. 44, pp. 978-981
Espevik S., Wu C., and Bube R. H. (1971). Mechanism of Photoconductivity in Chemically Deposited Lead Sulfide Layers. J. Appl. Phys. 42, pp. 3513- 3529
Johnson T. H. (1984). Lead Salt Detectors and Arrays: PbS and PbSe. Proc . SPIE 443, pp. 60-94
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تملك أغشية أكسيد القصدير استخدامات واسعة، و خصوصاً في مجـال النواقـل الـشفافة و الخلايـا الشمسية و مستشعرات الغاز و المواد ذات الكهربائية الإجهادية، و يعد الترسيب بواسطة الليزر مـن أهـم الطرائق المتبعة للحصول على هذه الأغشية. قمنا في هذا البحث بتطو ير طريقة للحصول علـى أغـشية متجانسة من أكسيد القصدير SnO2 تعتمد على تبخير أهداف ركامية من هذا الأكسيد بواسطة ليزر CO2 مستمر منخفض الاستطاعة W 70 في الضغط الجوي العادي مع ترتيب يستخدم مروحة تضمن الحـصول على أغشية متجانسة. و قد تعرضت بعض هذه الأغشية لعمليات تلديين في شروط مختلفة، قمنا بعد ذلك بتوصيف هذه الأغشية و دراسة خصائصها. فقد أظهرت الصور المأخوذة بالمجهر الضوئي وجود درجـة عالية من التجانس و أوضح طيف انعراج الأشعة السينية وجود درجة من التبلـور للحبيبـات البلوريـة تختلف باختلاف التحضير و درجة حرارة التلديين annealing ،حيث وجد أنه يوجد توجه بلوري مفـضل وفق المستوى (110) . و قد أعطت نتائج الامتصاصية الضوئية معلومات عن قيمة الثغرة الطاقية الفعالـة Eg للعينات قبل المعالجة الحرارية و بعدها فقد وجد أنه بالنسبة لـبعض الأغـشية تكـون 2ev.3 = Eg (انتقالات غير مباشرة) قبل المعالجة، و بعد المعالجــة تصبـح (ev 3.1 = Eg) انتقالات مباشرة. أظهرت الأغشية المعرضة لشروط تلدين قاسية عدم تماثـل المنـاحي فـي خصائـصها الـضوئية و الكهربائية، و تجلى ذلك من خلال اختلاف الامتصاصية للغشاء نفسه من أجل اتجاهين متعامدين. و ظهـر ذلك أيضاً في المقاومة الكهربائية التي يدل سلوكها مع درجة الحرارة إلى وجود خصائص نـصف ناقـل بارزة. تتغير قيمة Eb من 73ev.0 قبل التلدين إلى 37ev.0 من أجل أحد الاتجاهين و 32ev.0 من أجـل الاتجاه المعامد.
رُسبت أفلام رقيقة ناقلة شفافة (TCOs) من أكسيد القصدير المُشاب بالمنغنيز عند درجة حرارة ركيزة 450° C بطريقة البخ الحراري. تمت مُناقشة الخصائص البنيوية للأفلام بتابعية سوية الإشابة لممنغنيز (0, 1 , 3 , 5 ,7 wt%) بينما جميع متغيرات الترسيب مثل: درج ة حرارة الركيزة، معدل البخ، ضغط الغاز الحامل، المسافة بين فوهة البخ و الركيزة بقيت ثابتة.
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.
نناقش في هذا البحث، تأثير العيوب النقطية على الخصائص الكهربائية و الضوئية لأفلام رقيقة من أكسيد الزنك تم تنميتها بطريقة الترسيب الذري الطبقي على ركائز من الزجاج و السيلكون عند درجة حرارة منخفضة (100°C). أنجزت قياسات أطياف التألق الضوئي عند درجة حرارة الغرفة، و الأطياف الكتلوية الأيونية الثانوية، و قياسات مفعول هول لطبقات من أكسيد الزنك. أجريت عملية التسخين عند درجة حرارة 400 °C لعينة ZnO المنماة على ركيزة من الزجاج في الهواء و في جو من الأزوت N2 لمدة نصف ساعة. إن التسخين الطويل يؤدي إلى اختزال كبير لتركيز الإلكترونات، و في نفس الوقت، نلاحظ زيادة واضحة في حركية حاملات الشحنة، الذي قد يؤدي إلى انخفاض عدد العيوب الأصلية في طبقات أكسيد الزنك. لوحظ أيضا أن ذرات الهيدروجين في عينات أكسيد الزنك لا تسيطر على الخصائص الكهربائية بازدياد تركيز الإلكترونات.
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