دراسة إمكانية استخدام أغشية رقيقة من الـ ZnO كوسط فعال لليزر عشوائي

حُضِّرت وبنجاح أغشية رقيقة من أكسيد الزنك ZnO بسماكات مختلفة على ركائز زجاجية باستخدام طريقة السول – جل وذلك باستخدام خلات الزنك المائية كمصدر رئيسي لشوارد الزنك Zn+2. شُخصت مورفولوجيا السطح بواسطة مجهر القوة الذرية (AFM) ووصّفت الأغشية المحضرة بنيوياً بواسطة طيف انعراج الأشعة السينية (XRD) أما التحليل العنصري فقد تم بواسطة مطيافية تشتت الطاقة للأشعة السينية (EDX). كما دُرِست الخواص الضوئية للأغشية المحضرة بواسطة المطيافية الضوئية تحت الأحمر- المرئي - فوق البنفسجية UV – VIS – IR والتألق الضوئي (PL). أظهرت صور الـ AFM أن الأغشية المحضرة ناعمة ومتجانسة وخصوصاً في أجل السماكات العالية وأن الحبيبات الناتجة على السطح تأخذ شكل قضبان متقطعة متوسط قطرها يساوي 240nm. لوحظ عن طريق طيف الـ XRD أن التوجه البلوري السائد للغشاء المحضر هو (112) وأن ابعاد بلوراته يساوي 19nm، في حين أظهرت طيف الـ EDX أن التركيب العنصري لتلك الأغشية هو من أكسيد الزنك. من خلال المطيافية UV – VIS – IR تبين أن تلك الأغشية تملك نفاذية عالية في المجال المرئي كما حُسِبت قيمة الفجوة الطاقية المباشرة للأغشية المحضرة بدلالة السماكة والتي تراوحت بين (3.273 – 3.256 eV). لوحِظ من خلال مطيافية التألق الضوئي وجود قمة إصدار عند الطول الموجي 616nm هذا ما يرشحها لأن تكون وسط فعال لليزر العشوائي.

Thin films of ZnO were successfully prepared on glass substrates with different thicknesses by sol-gel method by using zinc acetate dehydrate as precursor. The surface of thin films morphology from were studied by AFM micrographs, the structural properties of the obtained ZnO thin film are studied using X-ray diffraction spectra and their elemental analysis by X-ray energy dispersion spectroscopy (EDX). Moreover, optical properties and emission of ZnO nano thin film were evaluate during ultraviolet-visible-infrared and photoluminescence spectra. The AFM investigations have revealed that the morphology of the films is smooth and homogeneous specially for the high thickness and the grains produced on the surface take the form of nano rods with an average diameter of 240nm. Structural analysis by X-ray diffraction showed that the deposited films have a preferred orientation along the direction (112) and are relatively uniform with average crystal size 19nm, while the EDX spectrum showed that the elemental composition of these films is zinc oxide. The spectrophotometer Ultraviolet -Visible confirms that it is possible to get good transparent ZnO films with a transmission of 77 to 92% in the infrared. The values of optical gaps Eg vary between 3.273 - 3.256 eV. The peak of photoluminescence exhibited a visible emission peak at 616nm that refers to possibility of using thin films as an effective medium of random laser.