رشد و مطالعه ویژگیهای فیزیکی نانوساختارهای لایه نازک ترکیب های کادمیوم

در این کار ویژگیهای ساختاری ، مورفولوژیکی ،الکتریکی و اپتوالکترونیکی فیلم های نازک نانوکریستالی cdo ، cdo:al ، cdzno ، cds ، cds:cu و cdzno بمنظور کاربرد در ابزار اپتوالکترونیکی نوین که با روش غوطه وری سل – ژل تهیه گردیده اند به کمک آنالیزهای xrd، afm، sem ،edx ، xps ، pl ، بیناب نگاری uv-vis. و سنجش اثر هال مورد مطالعه قرار گرفته است. اثر پارامترهایی مانند دمای بازپخت و درصد آلایش بر روی ویژگیهای فیزیکی لایه ها بررسی گردیده است. همچنین بمنظور بررسی رفتارهای بنیادی از برخی مدل های تئوری مانند مدل پاشندگی تک نوسانگری wemple-di domenico، تئوری ترابرد مرزدانه ای seto و نظریه urbach استفاده شده است. نتایج بدست آمده برروی لایه های ناآلاییده cdo بیانگر رشد نانوکریستالیت های با ابعاد nm34-13 و موبیلیتی بالای1-s 1-v 2cm 80/44 می باشد. بیناب pl لایه های یاد شده پیک شدیدی در nm368 نتیجه داد که به گذارهای تابشی ترازهای سطحی/عمقی در ماده وابسته است. با افزودن آلایش al زبری rms سطح و مقاومت الکتریکی لایه ها افزایش یافت و ساختار لایه ها به سمت آمورف شدن پیش رفت. پهن شدگی گاف نواری در این حالت به اثر موس- بورستین نسبت داده می شود. فیلم های نازک ترکیب دوتایی cdzno بادرصدهای گوناگون cd و zn به روش سل – ژل تهیه گردیدند. با افزایش میزان cd اندازه دانه ها از 20 به 34 نا نومتر افزایش یافت. با افزایش درصد کادمیوم موبیلیتی از 5/1 به 1-s 1-v 2cm45 افزایش پیدا کرد. برپایه مدل ترابرد seto در لایه های با درصد zn بالاتر پراکندگی مرزدانه ای عامل اصلی پراکندگی حامل های بار هستند درحالیکه در لایه های تبهگن غنی از cd پراکندگی ناخالصی یونیزه مسول اصلی کنترل ترابرد بارها هستند. مطالعات ساختاری در لایه های نازک نانوکریستالی cds گویای گذار فازی از مکعبی- هگزاگونال به ساختار صرف هگزاگونال در دمای ? 450 می باشد. اندازه کریستالیت های محاسبه شده در بازه nm19-11 قرار دارد و ثابت های شبکه برآورد شده تفاوت اندکی را با مقادیر استاندارد نشان می دهند. مقاومت الکتریکی فیلم ها با دمای بازپخت کاهش یافت و در دمای ?450 به کمینه مقدار ?cm 103×43/1 رسید. مقدار موبیلیتی متناظر اندازه گیری شده عدد جالب1-s 1-v 2cm20/296 می باشد که برای فیلم نازک cds رشد یافته با روش شیمیایی سل-ژل نتیجه کمتر گزارش شده ای است. مطالعات اپتیکی نشان داد که فیلم های تهیه شده با کنترل دمای بازپخت به تراگسیل نزیک به %80 در ناحیه مریی رسیدند. در فیلم های نازک نانوساختاری cds:cu با افزایش درصد cu اندازه دانه ها در راستای پراکندگی (002) مربوط به ساختار ششگوشی cds کاهش می یابد (از حدود nm29 به nm21). فیلم های نازک کامپوزیتی cdzns با استفاده از یک سل گزارش نشده و فرآیند غوطه وری سل-ژل تهیه شدند. از نتایج xrd اندازه دانه ای بدست آمده حدود nm8 است که نشاندهنده شکل گیری نانوکریستال های کامپوزیت cdzns می باشد.همچنین با افزایش درصد s اندازه دانه ها افزایش یافت و لبه جذب به سمت طول موج های بلند تر جابجا گردید. این امر درمورد zn برعکس است.