مقایسه خواص اپتیکی و ساختاری نانوفیلم های zno:mn تهیه شده با روشهای سل ژل غوطه وری و اسپری پایرولیزز

در این پایان نامه فیلم های نازک اکسید روی با منگنز آلاییده شد و اثر این آلایش، روی خواص فیزیکی و شیمیایی فیلم ها به ازای درصد های مختلف منگنز و در دو روش کاملا متفاوت اسپری پایرولیزز و غوطه وری سل- ژل مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی خواص اپتیکی فیلم های نازک zno:mn مشاهده شد که بیشترین شفافیت اپتیکی به ازای آلایش wt% 3 می باشد. با مشارکت بیشتر منگنز در جایگاه های شبکه اکسید روی مجددا در طیف های تراگسیل کاهش دیده می شود. این رویداد در هر دو روش انباشت فوق الذکر رویت گردید. حضور منگنز در مکان های شبکه هگزاگونال ورتسایت اکسید روی تهیه شده به روش سل- ژل از شدت طیف پراش پرتوی x می کاهد به طوری که در آلایش 7% پیکی با کمترین شدت یافت گردید. در نمونه های تهیه شده به روش غوطه وری سل- ژل سه پیک (001)، (002) و (101) در نمونه ها بدون مشاهده هیچ نوع فاز اضافی مبنی بر حضور منگنز در ساختار شبکه دیده می شود. در طیف های xrd فیلم های تهیه شده با تکنیک انباشت اسپری پایرولیزز، یک پیک شدید در (002) دیده می شود. بهترین کیفیت کریستالی در این گونه از فیلم ها به فیلم آلاییده شده با 3% منگنز تعلق دارد. می توان گفت کیفیت کریستالی بهتری در فیلم های تهیه شده با اسپری پایرولیزز به دست آمده است. در طیف های xrd به دست آمده از نمونه های سل- ژل پیک ها از شدت کمتری برخورداند و به دلیل ضخامت کمتر فیلم های تهیه شده با روش سل-ژل، اثرات بستر بیشتر دیده می شود. در خواص الکتریکی فیلم ها با افزایش درصد آلایش در هر دو روش روند کاهشی دیده می شود. به دلیل بزرگ بودن شعاع یونی منگنز نسبت به شعاع یونی روی، قرار گرفتن mn2+ در جایگاه های zn2+ باعث افزایش پارامتر های شبکه می شود. منگنز مانند سدی در برابر رشد بلورک ها عمل می کند. همان طور که از نتایج xrd و البته sem پیداست با افزایش غلظت آلایش اندازه بلورک ها کاهش می یابد. این مسئله در هر دو روش وجود دارد.اندازه بلورک ها در نمونه های تهیه شده با روش سل- ژل در مقایسه با نمونه های تهیه شده با روش اسپری پایرولیزز کوچک تر بوده است. اندازه بلورک ها بین nm 53 برای اکسید روی آلاییده نشده و nm 8 برای آلایش 7% در راستای پیک (002) در نمونه های سل- ژل تغییر کرده است. در مورد نمونه های اسپری پایرولیزز این تغیییرات بین nm 35-17 می باشد. تصاویر به دست آمده از sem، مورفولوژی متفاوتی را برای هر نوع از فیلم ها نشان می دهد. مورفولوژی فیلم های اسپری شده از حالت پولکی به حالت متراکم و توده ای تبدیل می شود اما در مورد نمونه های سل- ژل در تمام تصاویر مورفولوژی فیلم ها به صورت دانه های کروی مشاهده می شود که با افزایش درصد منگنز از اندازه آن ها کاسته شده است.