ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة أطياف التألق السيني لأفلام رقيقة مصنوعة من أكسيد التوتياء المشوب بعنصر الألمنيوم

Studying X-ray Luminscence Spectra of thin films made of ZnO mixed with AL

1306   0   276   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2014
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يعدّ هذا العمل استمراراً لدراسة أطياف تألق الأشعة السينية (XRL) X – ray luminescence لأكسيد التوتياء النقي والمشوب بعناصر مختلفة في الأفلام الرقيقة والبلورات والمساحيق المحضرة بطرائق تقنية متطورة. فقد قمنا بدراسة أطياف التألق ضمن المجال (200-700)nm لأفلام رقيقة من أكسيد التوتياء النقية والمشوبة بشوارد من الألمنيوم بتراكيز وزنية مختلفة %Wt (5,10,15,20) , والمحضّرة بطريقة البخّ الحراري , وهي تقنية بسيطة وذات كلفة منخفضة نسبياً. أظهرت الدراسة قمماً طيفية تألقية عند الأطوال الموجية (335,410,521)nm بزمن تألق مميز وجديد t=20 ns، كما تم تحليل التغيّر في الشدات التألقية في الأطوال الموجية الناتجة من اختلاف التراكيز في الإشابة للأفلام الرقيقة ومقارنتها بالفيلم النقي. للأفلام الرقيقة تطبيقات علمية واسعة في المجال الطبي وخاصة الليزر وفي العدادات الومضانية وفي الخلايا الشمسية.


ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة أطياف التألق السيني (XRL) لأفلام رقيقة من أكسيد التوتياء (ZnO) المشوب بشوارد الألمنيوم (Al) بتراكيز وزنية مختلفة (5%, 10%, 15%, 20%). تم تحضير الأفلام باستخدام تقنية البخ الحراري، وهي تقنية بسيطة وذات كلفة منخفضة. أظهرت الدراسة قمم طيفية تألقية عند الأطوال الموجية 335 نانومتر، 410 نانومتر، و521 نانومتر بزمن تألق قدره 20 نانوثانية. تم تحليل التغير في الشدات التألقية الناتجة عن اختلاف تراكيز الألمنيوم في الأفلام الرقيقة ومقارنتها بالفيلم النقي. تُستخدم الأفلام الرقيقة في تطبيقات علمية واسعة في المجال الطبي، خاصة في أجهزة الليزر والعدادات الومضانية والخلايا الشمسية. تهدف الدراسة إلى تحسين خصائص التألق لهذه الأفلام لاستخدامها في تطبيقات متقدمة.
قراءة نقدية
تُعد هذه الدراسة إضافة قيمة إلى مجال دراسة التألق السيني لأفلام أكسيد التوتياء المشوب بالألمنيوم. ومع ذلك، كان من الممكن أن تكون الدراسة أكثر شمولية إذا تم تضمين تحليل مقارن مع تقنيات تحضير أخرى مثل SoL-Gel أو CVD. كما أن الدراسة تفتقر إلى مناقشة مفصلة حول تأثير العوامل البيئية مثل الرطوبة ودرجة الحرارة على خصائص التألق. يُفضل أيضًا تضمين بيانات إضافية حول استقرار الأفلام على المدى الطويل لتقديم صورة أوضح حول إمكانية استخدامها في التطبيقات العملية.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي التقنية المستخدمة لتحضير الأفلام الرقيقة في هذه الدراسة؟

    تم استخدام تقنية البخ الحراري لتحضير الأفلام الرقيقة من أكسيد التوتياء المشوب بالألمنيوم.

  2. ما هي الأطوال الموجية التي أظهرت قمم طيفية تألقية في الدراسة؟

    أظهرت الدراسة قمم طيفية تألقية عند الأطوال الموجية 335 نانومتر، 410 نانومتر، و521 نانومتر.

  3. ما هو زمن التألق الذي تم الحصول عليه للأفلام الرقيقة في الدراسة؟

    تم الحصول على زمن تألق قدره 20 نانوثانية للأفلام الرقيقة.

  4. ما هي التطبيقات العلمية للأفلام الرقيقة من أكسيد التوتياء المشوب بالألمنيوم؟

    تُستخدم الأفلام الرقيقة في تطبيقات علمية واسعة في المجال الطبي، خاصة في أجهزة الليزر والعدادات الومضانية والخلايا الشمسية.


المراجع المستخدمة
TSUKAZAKI, A., OGTOMO,A.,ONUMA,T., OGTANI,M., MAKINO,T. SUMIYA, M.et at. "Repeated temperature modulation expitaxy for p- type doping and lightemitting diode based on ZnO". Nat. Mater.1, 2005,24-46
HSIEH,P.T,. CHEN, Y,C,. KAO, K,S,. LEE,M,S,.CHENG,C,C,."The ultraviolet emission mechanism of ZnO thin film fabricated by soL – gel technology". Journal of the European Ceramic Society., 27,2007,3815-3818
LIPING,D., HONG, D., GENG, Ch., JINJU,Ch,. "Ultraviolet emission properties of ZnO film with zinc deficiency by SS CVD". Applied Surface Science. 254, 2008,1599-1603
CAI,J,H.,NI,G.,HE,G.,WU,Z.Y,. "Red luminescence in ZnO film prepared by a glycol – based Pechini method". Physics Letters. ,A372, 2008,4104-4108
LE- XI SHAO, JUN ZHANG. "Asimple preparation Technipue of ZnO thin film with high Crystallinity and UV Luminescence intensity". Journal of Physics and chemistry of Solids. 69,2008, 531-534
قيم البحث

اقرأ أيضاً

أجريت دراسة التركيب الكيميائي السطحي بواسطة مطيافية إلكترون أوجيه (AES) لطبقات من أكسيد الزنك المنماة بطريقة الترسيب الذري الطبقي. و قد تم تحديد العناصر المتوافرة على سطوح المواد، و تعيين التركيز الذري للعناصر على السطوح. لوحظت كمية صغيرة فقط من الكر بون أو من مركبات الكربون، تم إزالتها بسهولة من خلال قذفها بايونات الأرغون. كما تبين أيضا أن قذف سطح العينة بايونات الأرغون لمدة طويلة يستنفذ الأكسجين منه جزئيا.
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.
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 بنيوي اً 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.
تم في هذا العمل تحضير أفلام رقيقة متعددة الطبقات ( عازل - معدن - عازل ) على ركائز من الزجاج . حيث رسبنا الترتيب التالي من ( أكسيد الزنك - فضة - أكسيد الزنك ) بتقنية الترذيذ الماغنتروني لأكسيد الزنك وتقنية التبخير الحراري في الخلاء للفضة .
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