تهیه و مطالعه ی مشخصات نوری والکتریکی نانوساختارهای سولفید مس

شاخه ی مهم و مستقلی که در سالهای اخیر توسعه یافته، فیزیک لایه های نازک است. این شاخه از فیزیک با سیستم-هایی سروکار دارد که فقط یک ویژگی مشترک دارند، یعنی آنهایی که یکی از ابعادشان بسیار کوچک است، در حالی که ممکن است سایر خواص چنین سیستم هایی و همچنین روشهای بررسی آنها متفاوت باشند.در اجسامی به نام اجسام کپه ای نیروهایی بر یک ذره ی معین(اتم، الکترون) وارد می آیند. این نیروها در بلورها طبیعت تناوبی دارند. در مواد بی ریخت، که در آنها حداکثر فقط یک نظم کوتاه- برد وجود دارد، چنین تناوبی مشاهده نمی شود.اما در هر دو مورد ذره ها تحت تاثیر نیروهایی هستند که از همه ی جهت ها وارد میآیند.اگر لایه ی بسیار نازکی از یک ماده را در نظر بگیریم، با وضعی مواجه هستیم که در آن دو سطح آن قدر به هم نزدیک اند که میتوانند تاثیر بسزایی روی خواص فیزیکی داخلی و فرایندهای جسم بگذارند و بنابراین کاملاً از یک ماده ی کپه ای متفاوتند. علت رشد سریع فناوری لایه های نازک این است که یک بعد لایه ناچیز است، و تولید لایه های نازک با نقشهای پیچیده و جزئیات (خطها) در ابعاد میکرومتری یا حتی زیرومیکرومتری (کمتر از میکرومتر) نسبتاً آسان است. این وضعیت، لایه های نازک را بویژه برای کاربرد در میکروالکترونیک و اپتیک مناسب می سازد. در عمل فیزیک و فناوری لایه های نازک، لایه هایی به ضخامت یک دهم نانومتر و چندین میکرومتر را مورد بحث قرار می دهد.آشناترین پدیده های مربوط به لایه های نازک، پدیده-های اپتیکی اند، بویژه پدیده ی تداخل رنگها که عموماً آنرا مشاهده می کنیم. مثلاً روی لایه ی نازک روغنی که روی آب یا روی پیاده روی خیس ریخته شده است. این پدیده ها توجه فیزیکدانها را در نیمه ی دوم قرن هفدهم به خود جلب کرده اند و کشف و تفسیر انها با نام های بویل، هوک و نیوتن پیوند یافته است. لایه های سطحی نازک روی مواد مختلف، بویژه فلزات، اعم از طبیعی (مثلاَ اکسیدها یا ترکیب های مشتق از ماده ی زیرلایه) و مصنوعی، سالهاست که موضوع پژوهش فناورانی است که به مسائل خوردگی و حفاظت ماده علاقه مندند.از ابتدای این قرن ویژگیهای الکتریکی لایه های نازک، از اندازه گیری رسانایی گرفته تا مطالعه ابررسانایی، و همچنین گسیل الکترون از آنها مورد بررسی قرار گرفته-است.این پژوهش در سالهای اخیر پیشرفت سریع و فوق العاده-ای کرده است. لایه های نازک عمدتاً به منظور پوشاندن در طول دوره ی پخش، حتی در مدارهای همگن نیز از اول تا آخر فرایند فن-شناختی مورد استفاده قرار می گیرند. مدارهای یکپارچه ای که به این روش تهیه می شوند می توانند کم و بیش پیچیده باشند، از یک تقویت کننده ی ساده گرفته تا سیستمهای منطقی خیلی پیچیده، ریزپردازنده ها، حافظه ها و غیره. پیشرفت سریع فناوریی لایه های نازک بویژه پیشرفت رونشانی در خلا، یعنی تبخیر و روشهایی که از یونها استفاده می کنندو نیاز به پایداری و قابلیت باز تولید در کاربردهای الکترونیک، انگیزه های پیشرفت پژوهش بنیادی در فیزیک لایه های نازک بوده اند. بررسی ساختار لایه های نازک و فرایندهای دخیل در تشکیل آنها با دو روش فیزیکی، یعنی استفاده از میکروسکوپ الکترونی و پراش الکترون امکان پذیر شده است. میکروسکوپ الکترونی نه تنها ما را قادر به مطالعه ی ریخت لایه ها میسازد، بلکه فرایند تشکیل لایه به روش رونشانی را نیز مستقیماً در میدان دید ما قرار میدهد. از آنجا که توان تفکیک بهترین میکروسکوپهای الکترونی به 0/5nm می رسد، پیداست که این دستگاه می تواند اطلاعات ارزشمندی را در دسترس ما قرار دهد[1]. در سال 1927 پراش الکترونها، ناشی از طبیعت موج-گونه ی الکترونها که از شبکه بلوری می گذرند توسط دیوسیون و گرمر کشف شد[1]. موج های الکترونی بسته به جهت انتشارشان یکدیگر را خنثی یا تقویت می کنند، به صورتی که پس از برخورد الکترونها به صفحه یا فیلم عکاسی تعدادی لکه های روشن(در صورتی که فیلم عکاسی به کار رود، لکه های سیاه) تشکیل می شوند. از روی موقعیت و شدت این لکه ها ممکن است پی به بی شکل، چند بلوری یا تک بلوری بودن نمونه ببریم. و اگر نیاز باشد شبکه نمونه و چگونگی جهت گیری آن را مشخص کنیم. یک مورد خاص پراش الکترون کم انرژی (leed) است. اساس هر دو پدیده یکی است. تنها تفاوت آنها در این است که الکترونهای کم انرژی تا عمق چند لایه ی اتمی نفوذ می کنند و بنابراین اطلاعات حاصل فقط در مورد حالت و ساختار لایه های بسیار نازک در سطح نمونه ی آزمون است. لذا برای مطالعه ی فرایندها و ویژگی های سطحی مناسب است. در طول ده سال گذشته روشهای الکترونی، یونی و باریکه ی لیزری برای رونشانی و پردازش لایه های نازک توسعه یافته و امکان دست یابی به ناحیه میکرومتر را در ساختارهای لایه های نازک اجزا بوجود آورده اند. در پژوهش-های بنیادی و در تعدادی از کاربردها، معلوم شده است که لایه های نازک را باید در شرایطی بسیار تمیز تهیه کرد. تنها چنین شرایطی امکان حفظ سطح زیر لایه از جذب سطحی برای مدت کافی و طولانی را فراهم میکند.