رشد و مشخصه یابی لایه های نازک cd1-xcoxs

لایه های نازک سولفید کامیوم (cds) کاربردهای فراوانی از جمله در سلولهای خورشیدی دارند. در این پایان نامه به لایه نشانی لایه های نازک سولفید کامیوم پرداخته و سعی نمودیم با آلایش عنصر واسطه کبالت خواص فیزیکی آنها را مورد مطالعه قرار دهیم. کار تجربی ما در این پایان نامه شامل سه مرحله است : ابتدا لایه های نازک سولفید کادمیوم به ضخامت حدود 5/1 میکرومتر بر روی زیرلایه شیشه و در دمای محیط به روش تبخیر حرارتی تهیه شد. نتایج حاصل از مطالعه طیف پراش پرتو ایکس آنها نشان داد که نمونه ها دارای ساختار هگزاگونال با قله ارجح در راستای (002) هستند. طیف های عبور و جذب آنها نیز توسط دستگاه طیف سنج (uv – vis) تهیه شد. گاف نواری نمونه ها به کمک داده های جذب در حدود 42/2 الکترون ولت بدست آمد. سپس ثابت های اپتیکی آنها نیز محاسبه شد. در مرحله بعد لایه های نازک cd1-xcoxs (1/0, 05/0, 025/0 , 0= x ) با روش فوق با دو ضخامت حدود 50 نانومتر و 500 نانومتر و با دمای زیرلایه 27 و 100 و 180 درجه سانتی گراد، بر روی زیرلایه شیشه لایه نشانی شدند. طیف پرتو ایکس نمونه ها نشان داد که آلایش کبالت باعث تغییر ساختار نشده ولی موقعیت و شدت قله ارجح با تغییر پارامترهای غلظت، دمای زیرلایه و ضخامت دستخوش تغییر شد. بنابراین به کمک داده های بدست آمده از طیف پراش ، آنالیز ساختاری نمونه ها از جمله محاسبه پارامترهای شبکه و اندازه دانه ها انجام گرفت. با افزایش غلظت کبالت در ترکیب، اندازه دانه ها افزایش و پارامترهای شبکه کاهش یافتند. با افزایش ضخامت و دمای زیرلایه شاهد ظاهر شدن پیک های بیشتری بودیم و تغییر در پارامترهای شبکه و اندازه دانه ها نیز کاملا مشهود بود. در زمینه مطالعه سطح نمونه ها تصاویر میکروسکوپ الکترون روبشی (sem) از نمونه ها تهیه شد. با استفاده از طیف های عبور و جذب نمونه های با غلظت های مختلف کبالت، گاف نواری آنها محاسبه شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت کبالت گاف نواری کاهش می یابد. برای بررسی خواص مغناطیسی، نمونه ها توسط دستگاه agfm و مغناطواپتیکی از جمله اثر کر و فارادی مورد مطالعه قرار گرفت که دستگاه های موجود قادر به آشکارسازی سیگنال نشدند. بدین منظور در مرحله سوم لایه های جدیدی از این ترکیب را به روش نفوذی تهیه کردیم. ابتدا لایه های نازک سولفید کادمیوم را با ضخامت 194 نانومتر بر روی زیرلایه شیشه به روش تبخیر حرارتی تهیه نموده و سپس روی آنها لایه ای از کبالت به ضخامت 8 نانومتر، 5/13 نانومتر و 19 نانومتر نشاندیم. بعد از آن نمونه ها را در دمای 400 درجه سانتی گراد در خلا گرمادهی کردیم . در نهایت به مطالعه ساختاری، اپتیکی و مغناطیسی آنها پرداختیم. برای این نمونه ها از دستگاه vsm برای اندازه گیری مغناطش در دمای اتاق استفاده نمودیم. رفتار مشاهده شده رفتار آمیخته دیامغناطیسی با آنتی فرو مغناطیسی بود.