بررسی برخی خواص الکتریکی، اپتیکی و ساختاری لایه های نازک (ito) تهیه شده به روش بمباران الکترونی

لایه­های نازک اکسیدی فلزی مانند اکسید ایندیم آلاییده با قلع (ito) دارای ویژگی­های منحصربفردی از قبیل رسانندگی خوب، تراگسیلندگی اپتیکی بالا در ناحیه مرئی، چسبندگی عالی به زیرلایه، پایداری شیمیایی و خواص فوتوشیمیایی هستند. این خواص از رفتار نیمرسانای تبهگن نوع n و گاف باندی پهن آنها ناشی می­شود. بنابراین لایه­های نازک ito به طور گسترده در سلول­های خورشیدی، ابزارهای فوتوولتائیک، نمایشگرهای صفحه تخت، نمایشگرهای بلور مایع و حسگرهای گازی مورد استفاده قرار می­گیرند. به منظور بدست آوردن خواص بهینه، یعنی شفافیت بالا و مقاومت ویژه سطحی پایین، پارامترهایی از قبیل مقدار آلاینده و دیگر شرایط نهشت شامل دمای زیرلایه، نرخ نهشت و دمای بازپخت بایستی بهینه شوند. از آنجا که ممکن است کندوپاش آسیب چشمگیری را به سطح زیرلایه برساند و نقص­هایی را بوجود آورد، که ممکن است کارایی ابزارهای اپتوالکترونیکی را تحت تاثیر قرار دهد، اغلب روش تبخیر با باریکه الکترونی برای تهیه لایه­هایito ترجیح داده می­شود. در این کار تجربی لایه­های نازک نانوساختار اکسید قلع ایندیم (ito) با ترکیب­های مختلفی از 5 تا wt%40 اکسید قلع و 95 تا wt%60 اکسید ایندیم بوسیله تبخیر با باریکه الکترونی بر روی زیرلایه­های شیشه­ای نهشته شدند. سپس تاثیر شرایط نهشت از قبیل دمای بازپخت، دمای زیرلایه، نرخ نهشت و غلظت آلاینده بر خواص الکتریکی، اپتیکی و ساختاری این لایه­ها بررسی شد. خواص این لایه­های نازک بوسیله پراش اشعه x، اسپکتروفوتومتر uv- مرئی و پروب چهارسوزنی بررسی شد. بررسی طیف xrd اخذ شده از این لایه­هانشان داد که پس از بازپخت فاز این لایه­ها از آمورف به بس­بلور تغییر پیدا می­کند. اندازه دانه در لایه­های نازک بلورین با کیفیت بالا در حدود nm23 برآورد گردید. این لایه­های نازک قبل از بازپخت، عبور کمی را در ناحیه مرئی در حدود 23/33% نشان دادند اما پس از بازپخت مقدار میانگین عبور در ناحیه مرئی تا بالاتر از 88% افزایش یافت. با افزایش دمای زیرلایه، عبور میانگین در ناحیه مرئی افزایش و مقاومت ویژه کاهش یافت. همچنین با کاهش نرخ نهشت دراین لایه­ها، عبور میانگین در ناحیه مرئی افزایش و مقاومت ویژه کاهش یافت. بررسی تاثیر غلظت آلاینده بر خواص این لایه­ها، نشان داد که با افزایش غلظت آلاینده اکسید قلع تا wt%20، عبور میانگین در ناحیه مرئی افزایش و مقاومت ویژه کاهش یافت. لایه­های با ترکیب wt%20 اکسید قلع و wt%80 اکسید ایندیم نهشته شده در دمای زیرلایه °c100، با نرخ نهشت s/°a1/2 و لایه­های با ترکیب wt%10 اکسید قلع و wt%90 اکسید ایندیم نهشته شده در دمای °c200، با نرخ نهشت s/°a1/2 به عنوان لایه­های با خواص بهینه معرفی شدند.