ساخت و مشخصه یابی لایه های نازک سولفیدروی به روش اسپری گرمایی

لایه های نازک سولفید روی به علت کاربردهایشان در وسایل اپتوالکترونیک مانند دیودها، نمایشگرهای صفحه تخت و پوشش های ضد بازتاب در فناوری های سلول های خورشیدی، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. از میان انواع روش های لایه نشانی سولفید روی، اسپری گرمایی به دلیل هزینه کم، سادگی، توانایی کنترل شدت لایه نشانی و تهیه لایه های یکنواخت و قابلیت لایه نشانی بر روی سطوح بزرگ، روشی کارآمد می باشد. در این تحقیق، فیلم های نازک سولفید روی به روش اسپری گرمایی تهیه شد. مشخصه یابی نمونه ها توسط پراش پرتو ایکس و طیف سنجی uv-vis صورت گرفت. ضخامت فیلم ها به روش بیضی سنجی اندازه گیری شد. نمونه ها تحت دمای 450 درجه سانتی گراد تهیه شدند. مقایسه نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس نمونه ها قبل و بعد از بازپخت در دمای 500 درجه سانتی گراد حاکی از بهبود تبلور و افزایش پیک ترجیحی مربوط به صفحه (111) است. لایه ها بعد از بازپخت نیز ساختار زینک بلند خود را حفظ می کنند. همچنین در اثر بازپخت سایز دانه ها نیز افزایش یافته است، که می توان آن را با بهبود در تبلور بعد از بازپخت فیلم های سولفید روی تحلیل کرد. بررسی خواص اپتیکی با استفاده از طیف عبور همچنین نشان داد که درصد عبور اپتیکی لایه های نازک سولفید روی بعد از بازپخت کاهش می یابد. این امر ممکن است ناشی از افزایش سایز دانه ها و درنتیجه افزایش فضای خالی بین دانه ها در اثر بازپخت لایه ها باشد. گاف انرژی نمونه ها نیز در اثر عمل بازپخت از 61/3 به 65/3 الکترون ولت افزایش یافته است. در اثر افزایش غلظت پیش ماده ضخامت فیلم ها از 500 نانومتر به 610 نانومترافزایش یافت. با مقایسه ضخامت های مختلف فیلم های سولفید روی شاهد کاهش درصد عبور اپتیکی نمونه ها و جابجایی لبه جذب آن ها به سمت طول موج های بلند تر، با افزایش ضخامت هستیم. مقدار گاف انرژی از 61/3 تا 57/3 الکترون ولت، با افزایش ضخامت فیلم ها تغییر می کند. ضریب شکست فیلم ها با افزایش ضخامت افزایش یافت. با محاسبه ثابت خاموشی، مقدار بیشینه ای از آن در لبه جذب دیده می شود. با افزایش ضخامت فیلم ها مقدار ثابت خاموشی نیز افزایش قابل ملاحظه ای در تمامی طول موج های ناحیه مرئی می یابد.