رشد و مشخصه یابی لایه های نازک اکسید نیکل

ما در این تحقیق تجربی به مطالعه مورفولوژی، خواص ساختاری، اپتیکی و الکتریکی نمونه-های اکسید نیکل خالص و آلایش یافته با در صدهای مختلف مس بر روی زیرلایه شیشه که به روش اسپری پایرولیزیز رشد داده شده اند، پرداخته ایم. آنگاه برای مشخصه یابی نمونه ها از دستگاه-های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem)، پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف سنجی uv.vis، فوتولومینسانس (pl) و اثر هال استفاده کرده ایم. پارامتر های متغیر در این تحقیق عبارتند از: آهنگ اسپری (2، 5 و 9 میلی لیتر بر دقیقه)، نوع زیر لایه (شیشه، ito، fto)، نوع ماده اولیه جهت اسپری محلول (کلرید نیکل و استات نیکل) و بازپخت آنها، و سرانجام اثر آلایش. تصاویر fesemنمونه هاحاکی از شکل گیری نانو ذرات و نانو جزیره های نسبتاً یکنواخت بر روی سطح زیر لایه هاست. طیف های xrd نمونه ها نشانگر ساختار مکعبی بس بلوری با راستای ترجیحی (111) است. طیف عبوری نمونه ها نشانگر شفاف بودن لایه ها در گستره نور مرئی با گاف نواری در محدوده 7/3-9/3 الکترون ولت می‎باشد. در نمونه های آلاییده شده با مس ملاحظه شد که با افزایش تراکم آلایش، نه تنها طیف عبور و گاف نواری لایه ها، بلکه همچنین با توجه به تصاویر fesem ابعاد دانه های نانو ساختار نیز رو به کاهش گذارده اند. طیف pl در دمای اتاق در یکی از این نمونه ها نشانگر حضور دو قله یکی در ناحیه فرابنفش (وابسته به بازترکیب های نزدیک لبه نواری) و دیگری در ناحیه مرئی (وابسته به نقایص بلوری) است. اندازه گیری های الکتریکی در نمونه-های آلایش یافته همچنین نشان می دهد که با افزایش آلایش مقدار مقاومت ویژه لایه ها کاهش می یابد که به معنی جایگزینی صحیح اتم های آلاینده در جایگاه های شبکه ای در ماده است. داده-های اثر هال برای این نمونه ها نشان دهنده بزرگی تراکم حامل ها در حدود 3-cm1015 است.