مقاله مشخصه یابی خواص لایه نازک الکترواپتیکی ZnO:Al ساخته شده به روش ترکیبی کندوپاش پلاسمایی ساده و اکسیداسیون حرارتی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله مشخصه یابی خواص لایه نازک الکترواپتیکی ZnO:Al ساخته شده به روش ترکیبی کندوپاش پلاسمایی ساده و اکسیداسیون حرارتی دارای ۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله مشخصه یابی خواص لایه نازک الکترواپتیکی ZnO:Al ساخته شده به روش ترکیبی کندوپاش پلاسمایی ساده و اکسیداسیون حرارتی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله مشخصه یابی خواص لایه نازک الکترواپتیکی ZnO:Al ساخته شده به روش ترکیبی کندوپاش پلاسمایی ساده و اکسیداسیون حرارتی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله مشخصه یابی خواص لایه نازک الکترواپتیکی ZnO:Al ساخته شده به روش ترکیبی کندوپاش پلاسمایی ساده و اکسیداسیون حرارتی :

مقدمه

بطور کلی ساخت لایههای نازک با روشهای متفاوت و

متنوعی صورت میگیرد که خواص مورد نیاز آنها تاثیر زیادی روی

انتخاب یکی از این روشها دارد. از میان روشهای لایهگذاری و ساخت لایهنازک میتوان کندوپاش پلاسمایی را نام برد. با توجه به حساسیتپذیری قطعات الکتریکی و الکترواپتیکی امروزه در صنایع مربوطه جهانی نسبت به روش کندوپاش پلاسمایی تمایل

۶۷

چشمگیری وجود دارد. از میان مواد لایه نازکی که کاربردهای گستردهای دارند رساناهای شفاف خیلی مطرح میباشند. نیاز به سبکی، کوچکی و کم حجمی وسایل الکترواپتیکی از قبیل صفحات نمایش و حسگرهای گازی در کنار دلایل اقتصادی از عمده عوامل رویکرد به این مواد میباشد. گونههای متداولتر این مواد SnO2, CdO, ZnO, و In2O3 میباشند۳]،۲،.[۱ اکسیدهای رسانای شفاف معمولاً عایق هستند از این رو آنها را با مواد دیگری آلایش میکنند. همچنین میتوان این کار را از طریق تغییر در استوکیومتری با ارجحیت فلز به اکسیژن انجام داد. برای نمونه می توان ZnO را با Ga یا Al ، SnO2 را باF، In2O3 را با Sn آلایش نمود. البته در تمام این مراحل باید دقت کرد که شفافیت لایهها نیز از بین نرود. به دلیل سختی کنترل شرایط در پلاسماهای راکتیو امروزه رویکردی به روش های ترکیبی و اکسیداسیون حرارتی وجود دارد ۴]،۵،.[۶ اخیراً به دلایل ارزانی و فراوانی( بطوری که Zn هزار بار بیشتر از قلع در پوسته زمین وجود دارد.)، قابلیت استفاده در مقیاس بزرگ، پایداری بالا در پلاسمای هیدروژنی، دمای رشد پایین، غیر سمی بودن، سادگی فرآوری، مقاومت بالا به اکسیژن زدایی، پایداری بالای شیمیایی، مکانیکی و حرارتی، لایه نازک ZnO بعنوان مادهای برای پوششهای رسانای شفاف مورد توجه قرار گرفته است۳]،۲،۱،.[۴ در این کار روی ساخت خواص لایه نازک ZnO:Al به روش ترکیبی کندوپاش و اکسیداسیون حرارتی تحقیق می کنیم و خواص لایه های ایجاد شده را بررسی می نماییم.

روشهای تجربی

لایه نازک Zn:Al توسط سیستم لایه گذاری کندوپاشی نوع جریان مستقیم از یک هدف آلیاژی ساخته شد. میزان Zn و Al در هدف ساخته شده که توسط آنالیز کوانتومتری سنجیده شده است به صورت ۹۸درصد فلز روی و ۲ درصد فلز آلومینیوم بود. زیر لایه مورد استفاده در این کار شیشه نوع سودا-آهک بود که توسط حمام آلتراسونیک استون و الکل مورد شست و شو قرار گرفت.

گاز آرگون به عنوان گاز پایه برای ایجاد لایه های نازک Zn-Al

مورد استفاده قرار گرفت. سیستم ابتدا توسط دو پمپ روتوری و

دیفیوژن تا فشار۱۰-۵ Torr تخلیه گردید سپس گاز آرگون با
فـــشار کـــار ۳/۲×۱۰-۲ Torr به درون اتاقک واکنش رانده

شد. فاصله الکترودی ۹ cm و دمای زیرلایه ۱۰۰ o C بود.

نمونههای لایه نشینی Zn-Al ایجاد شده به روش کندوپاش پلاسمایی را درون کوره الکتریکی (EXCITON) عمودی قرار دادیم. عملیات اکسیداسیون در هوای آزاد صورت گرفت. دمای

اکسیداسیون طی یک سری آزمایشات ۳۸۰ o C انتخاب گردید.

زمان اکسیداسیون جهت رسیدن به ترکیب شیمیایی مطلوب برای خواص الکتریکی و اپتیکی مد نظر در دمای مذکور بصورت متغیر

۴:۳۰ ساعت، ۶:۳۰ ساعت و ۸:۳۰ ساعت انتخاب شد. عملیات سرد کردن نمونهها در همان کوره و به صورت تدریجی صورت گرفت.
از نمونههای ساخته شده آنالیز RBS برای سنجش ضخامت و استوکیومتری، XRD برای تعیین ساختار و تایید نوع لایه ایجاد شده، آنالیز اسپکتروسکوپی مرئی برای سنجش عبوردهی نور مرئی و مقاومت سنجی چهار نقطه ای برای تعیین مقاومت گرفته شده است و نتایج برای زمان های متفاوت اکسیداسیون با هم مقایسه شده است.

بحث و بررسی

آنالیز RBS را یکبار توسط پروتون و یکبار دیگر توسط یون-

های هلیم یا ذرات آلفا انجام دادهایم که نتایج حاصله تقریباً یکسان میباشد. علت انجام دوباره آنالیز RBS حساسیت کم دستگاه به فلز آلومینیوم میباشد، در واقع حد اولیه دستگاه در تشخیص عناصر، آلومینیوم میباشد. نتایج حاصل از این آنالیز در شکل ۱

ارائه شده است که تنها به نتیجه آنالیز برای یک نمونه اکتفا شده است. در همه این آنالیزها مقادیر منحنی تجربی با منحنی شبیه سازی شده در توافق خوبی میباشد و مقدار این ترکیب شیمیایی به صورت نسبت Zn/O= 1/041 میباشد. با توجه به اندازههای اتمی Zn و O و وجود جاهای خالی اکسیژنی مقدار ترکیب

۶۸

شیمیایی بد یهی و طبیعی میباشد و میتوان آن را حد نسبت یک

به یک دانس ت.

شکل:۱ آنالیز RBS نمونه اکسی داسیون حرارتی در هوای آزاد در زمان ۵۱۰ثانیه

در ادامه برای نمونههای اکسید شده در هوای آزاد به ازای

زمانهای متفاوت اکسیدا سیون تغییرات مقاومت ویژه الکتریکی

سطحی را بررسی نمودهایم . نتایج حاصل از آن در منحنی شکل ۲

آورده شده است.