اکسید روی یک نیمه رسانای نوع n- با محدوده گاف انرژی پهن ev4/3-2/3 می باشد. چون اکسید روی دارای فاصله بین ترازی پهن درمحدود? مرئی است، بعنوان یک ماده مفید برای گسترش قطعات الکترونیکی و اپتوالکترونیکی مانند رساناهای شفاف، حسگرهای گازی? واریستورها، دستگاه های موج اکوستیکی سطح(saw) ، همچنین در ساخت سلولهای خورشیدی نیز به کار می رود. روش های متعددی برای تهیه فیلم های نازک اکسید روی با توجه به محدوده? وسیع کاربردهایشان وجود دارد: کندوپاش پلاسمایی، روش تبخیر با استفاده ازپرتو لیزر، اسپری پیرولیزشیمیایی، و روش سل- ژل و غیره. از میان روشهای فوق? فرایند سل– ژل یک روش جذاب بوده و امکان تهیه لایه نشا نی با ابعاد بزرگ? کم هزینه و با شفافیت بالا را برای کاربرد درتکنولوژی فراهم می کند. روش سل-ژل که روش مناسبی برای پوشش فیلم های نازک می باشد اخیراً توانسته است جایگاه خوبی را در بین روشهای مختلف لایه نشا نی پیدا کند. در این کار تجربی فیلم های نازک اکسید روی با استفاده از روش سل-ژل و بکارگیری تکنیک غوطه وری بر روی زیرلایه های شیشه ای تهیه شده اند. در این تحقیق? از زینک استات دی هیدرات بعنوان ماده اولیه و از محلول های ایزوپروپانول و دی اتانول امین بترتیب بعنوان حلال و پایدارساز استفاده شده است. فیلم های نازک اکسید روی که با این روش تهیه می شوند در محدوده? بالای 400 نانومتر شفاف بوده و دارای لبه های جذب تیزی درحوالی های 380 و390 نانومتر(فرابنفش) می باشند. ضخامت فیلم هایی که تهیه شده اند در محدوده? 250 تا700 نانومتر می باشد. قبل از بررسی هر نوع خواص فیزیکی? فیلم ها تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند تا سطح کاملاً صاف و یکنواختی را داشته باشند. برخی از خواص الکتریکی بوسیله پروپ چهارسوزنی و میکروسکوپ الکترونی? خواص اپتیکی بوسیله بیناب نمائی نوری فرابنفش–مرئی ((uv–vis و خواص ساختاری بوسیله پراش سنجی پرتوایکس (xrd) بررسی گردید. فیلم های تهیه شده با این روش قبل از حرارت دادن دارای ساختاری آمورف می باشند که بعد از بازپخت بلورین شده وعبوری بالای85 درصد را نشان می دهند و با افزایش دمای عملیات حرارتی تا c° ?600 می توان کیفیت ساختار فیلم ها را بالا برد. در این تحقیق، چهار نوع فیلم با غلظت های 6/0، 8/0، 1 و 2/1 مول بر لیتر تهیه شده و در دماهای 450، 550 و 600 درجه سانتیگراد بازپخت شده اند. نتایج حاصل ((xrd برای هر کدام از فیلم ها با غلظت های مختلف نشان می دهد که در غلظت های پایین تحلیل های((xrd پیکی را نشان نداده و ساختار فیلم حاصل آمورف می باشد. با افزایش غلظت، ساختار فیلم بهتر شده و بااستفاده از پراش سنج پرتو ایکس پیک های اکسیدروی مشاهده می شود، بطوری که با افزایش دمای بازپخت جهت (101) نسبت به بقیه جهت ها غالب می باشد. منحنی طیف های عبوری حاصل از فیلم ها نشان می دهد که در غلظت های پایین درصد عبوری 90-85 بوده و با افزایش غلظت، فیلم ها کدرتر شده و درصد عبوری نیز کاهش می یابد. برای بررسی های میکروسکوپی، دو نوع فیلم با غلظت های 1و 2/1 مول بر لیتر بازپخت شده در دماهای 450، 550 و 600 درجه سانتیگراد تهیه گردید. نتایج نشان می دهد فیلم های تهیه شده دارای ساختار منظم می باشند و با افزایش دمای بازپخت میزان تخلخل کاهش یافته، بلورینگی افزایش و اندازه دانه ها بزرگتر شده و فیلم انبوه تر می شود. میانگین اندازه دانه ها برای فیلم ها با غلظت های 1و 2/1 مول بر لیتر بترتیب 47 و 68 نانومتر می باشد و فیلم ها ساختار نانوکریستالی دارند. نتایج حاصل از پروپ چهارسوزنی نشان می دهد که با افزایش دمای بازپخت با افزایش مقاومت، مقدار مقاومت ویژه فیلم ها افزایش و میزان رسانندگی کاهش می یابد.

مفید بودن خصوصیات لایه های نازک باعث شده است که چه از نظر علمی و چه از نظر تکنولوژی به لایه های نازک توجه ویژه ای مبذول شود. تهیه لایه های نازک مستلزم استفاده از مقدار کمی ماده می باشد که این به نوبه ی خود صرفه جویی در هزینه و مقدار ماده است . در سال های اخیر مطالعه روی لایه های نازک نیترید تیتانیوم بسیار گسترده شده است. به دلیل خصوصیات مکانیکی مناسب و سختی زیاد و پایداری شیمیایی و حرارتی بالا این لایه ها در صنعت به عنوان پوشش های حفاظتی و مقاوم در برابر سایش برای استفاده بر روی ابزارهای برشی و دیگر قطعات صنعتی کاربردهای ویژه ای دارند. لایه های نازک tin با داشتن مقاومت الکتریکی پایین در صنایع میکروالکترونیک نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. رسانایی گرمایی لایه های نازک tin به طور قابل ملاحظه ای از رسانایی گرمایی ماده حجمی کمتر است که این خاصیت از نظر تکنولوژیکی مهم است و این لایه ها را برای پوشش های مقاوم در برابر حرارت مناسب می کند. در این پایاننامه از روش کندوپاش مگنوترونی واکنشی برای تهیه لایه های نازک نیترید تیتانیوم استفاده شده است. هدف (کاتد) مورد استفاده یک دیسک تیتانیومی با خلوص بالا است که بر روی مگنوترون تخت دستگاه کندوپاش قرار می گیرد. گازهای کندوپاشی و واکنشی به ترتیب آرگون و نیتروژن هستند که با تخلیه الکتریکی در آنها پلاسما تشکیل می شود. لایه های نازک tin بر روی زیرلایه هایی از جنس شیشه و سرامیک نهشته شدند. چهار گروه از لایه ها با تغییر دادن شرایط مختلف لایه نشانی تهیه شدند. در این لایه ها، متغیری که تاثیر تغییرات آن بر روی خواص ساختاری، الکتریکی و مکانیکی لایه ها مورد بررسی قرار گرفت، به ترتیب عبارتند از نرخ شارش گاز نیتروژن، توان منبع تغذیه، دمای زیرلایه و دمای بازپخت لایه ها. خصوصیات ساختاری لایه ها توسط تحلیل طیف پراش پرتو ایکس (xrd) بررسی شده اند. مقاومت الکتریکی ویژه آنها توسط دستگاه چهارسوزنی و سختی آنها نیز توسط دستگاه سختی سنج ویکرز اندازه گیری شده است. نتایج نشان دهنده آن است که با افزایش نرخ شارش نیتروژن، اندازه دانه و بلورینگی لایه ها کاهش می یابد که موجب کاهش سختی و افزایش مقاومت الکتریکی لایه ها می شود. با افزایش توان منبع تغذیه، نرخ نهشت لایه ها و اندازه دانه ی آنها افزایش می یابد. افزایش اندازه دانه موجب بهبود خواص فیزیکی لایه ها (افزایش سختی و کاهش مقاومت الکتریکی ویژه آنها) می شود. با افزایش دمای زیرلایه، بلورینگی و اندازه دانه ی لایه ها افزایش می یابد. در نتیجه ی افزایش اندازه دانه، مقاومت الکتریکی و سختی لایه ها به ترتیب کاهش و افزایش می یابند. بازپخت لایه ها به مدت 2 ساعت در دمای c°400 موجب افزایش اندازه دانه و سختی آنها می گردد.

چکیده: کاربرد لایه های نازک نه تنها در اتصال قطعات منفرد به یکدیگر بلکه همچنین در تهیه خود قطعات اعم از فعال و نافعال، امکانات جدید میکروریزه شدن را فراهم آورده است. این امر از آنجا ناشی می شود که یکی از ابعاد (از دیدگاه ماکروسکوپی) تقریباً صفر است، و ضخامت عنصر تنها با ضخامت زیرلایه که فرآیند انباشت روی آن انجام می گیرد، تعیین می شود. لایه های نازک تیتانیوم آلومینیوم نیترید با شیوه های متفاوتی از جمله نهشت به کمک باریکه یونی، رونهشتی باریکه مولکولی، نهشت به روش تبخیر و کندوپاش مگنترونی واکنشی rf و dc لایه نشانی می شوند. در میان تکنیک های کندوپاش، کندوپاش مگنترونی dc تکنیکی صنعتی تر محسوب می شود. زیرا این روش، برای رشد فیلم ها بر روی سطوح بزرگ زیرلایه با نرخ های نهشت بالا و دمای پایین زیرلایه و کنترل در ترکیب شیمیایی فیلم مناسب می باشد. در سالهای اخیر، مطالعه روی لایه های نازک tin بسیار گسترده شده است. این لایه ها کاربردهای زیادی را در صنعت میکروالکترونیک به خاطر پایداری گرمایی بالا و مقاومت الکتریکی پایین، به خود اختصاص داده اند. اما چون لایه های نازک tin در دمای بالای 873 درجه کلوین اکسیده می شوند و سختی خود را از دست می دهند، از این رو برای ابزار برنده با سرعت بالا و خشک مناسب نمی باشند ، بنابراین از tialn که سختی بالا، مقاومت اکسایشی بسیار عالی و پایداری شیمیایی بالاتری را در دماهای بالا نشان می دهد استفاده می شود، بعلاوه پایین بودن رسانندگی گرمایی tialn این امکان را پدید می آورد که ابزار برنده با سرعت عمل بیشتری عمل برش را انجام دهند. اکسید روی یک نیمه رسانای نوع n- با گاف انرژی پهن ev3.4-3.2 می باشد. چون فیلم های اکسید روی دارای فاصله بین ترازی پهن درمحدود? مرئی است، بعنوان یک ماده مفید برای گسترش دستگاه های الکترونیکی و اپتوالکترونیکی مانند رساناهای شفاف، حسگرهای گازی? دستگاه های موج اکوستیکی-سطح(saw) ، همچنین در ساخت سلولهای خورشیدی نیز به کار روند. روش های متعددی برای تهیه فیلم های نازک اکسید روی با توجه به محدوده? وسیع کاربردهایشان وجود دارد: روش تبخیر با استفاده ازپرتو لیزر? اسپری پیرولیزشیمیایی? کندوپاش پلاسمایی? تبخیر با بمباران الکترونی، روش سل- ژل و غیره. ازمیان روشهای فوق? فرایند سل– ژل یک روش جذاب بوده و امکان تهیه لایه نشا نی با ابعاد بزرگ? کم هزینه و با شفافیت بالا را برای کاربرد درتکنولوژی فراهم می کند. روش سل-ژل که روش مناسبی برای پوشش فیلم های نازک می باشد اخیراً توانسته است جایگاه خوبی را در بین روشهای مختلف لایه نشا نی پیدا کنددر این کار تجربی فیلم های نازک اکسید روی با استفاده از روش سل-ژل و بکارگیری تکنیک غوطه وری بر روی زیرلایه های شیشه ای تهیه شده اند. در این تحقیق? از زینک استات دی هیدرات بعنوان ماده اولیه و از محلول های ایزوپروپانول و دی اتانول امین بترتیب بعنوان حلال و پایدارساز استفاده شده است. فیلم های نازک اکسید روی که با این روش تهیه می شوند در محدوده? بالای 400 نانومتر شفاف بوده و دارای لبه های فرابنفش تیزی درحوالی های 380 و 390 نانومتر می باشند. ضخامت فیلم هایی که تهیه شده اند در محدوده? 250تا700 نانومتر می باشد. قبل از بررسی هر نوع خواص فیزیکی? فیلم ها تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند تا سطح کاملاً صاف و یکنواختی را داشته باشند. برخی از خواص الکتریکی بوسیله پروپ چهارسوزنی و میکروسکوپ الکترونی? خواص اپتیکی بوسیله بیناب نمائی نوری فرابنفش–مرئی((uv–vis وخواص ساختاری بوسیله پراش سنجی پرتوایکس(xrd) بررسی گردید. . فیلم های تهیه شده با این روش قبل حرارت دادن دارای ساختاری آمورف می باشند که بعد از بازپخت بلورین ش وعبوری بالای85 درصدرا نشان دادند و با افزایش دمای عملیات تا c° ?500 می توان کیفیت ساختار فیلم ها را بالا برد. در این کار تجربی، لایه های نازکی از تیتانیوم آلومینیوم نیترید با استفاده از کندوپاش مگنترونی واکنشی dc تحت شرایط متفاوت بر روی زیرلایه های شیشه ای تهیه و برخی از خواص فیزیکی مانند خواص ساختاری، الکتریکی و مکانیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. خصوصیات ساختاری فیلم ها بوسیله پراش پرتو (xrd) x، خصوصیات الکتریکی بوسیله دستگاه چهارسوزنی و خصوصیات مکانیکی شامل اندازه گیری سختی فیلم ها بوسیله سختی سنج ویکرز بررسی گردید. آنالیز پراش پرتو x نشان می دهد که تیتانیوم الومینیوم نیترید دارای دو نوع ساختار بلوری می باشد و سمت گیری بلوری به شدت از فلوی گاز نیتروژن، دمای زیرلایه و توان تخلیه تأثیر می پذیرد. اندازه دانه های تیتانیوم آلومینیوم نیترید از مرتبه نانومتر است و قویاً به فلوی گاز نیتروژن، دمای زیرلایه و توان تخلیه وابسته می باشد. نرخ نهشت با افزایش دمای زیرلایه و توان تخلیه، افزایش و با افزایش فلوی گاز نیتروژن کاهش می یابد. مقاومت ویژه الکتریکی فیلم های تیتانیوم آلومینیوم نیترید به فلوی گاز نیتروژن، دمای زیرلایه و توان تخلیه وابسته می-باشد و با افزایش فلوی گاز نیتروژن، افزایش و با افزایش دمای زیرلایه کاهش می یابد. میکروسختی فیلم ها نیز به فلوی گاز نیتروژن، دمای زیرلایه و توان تخلیه وابسته می باشد و با افزایش دمای زیرلایه افزایش می یابد.

در این تحقیق لایه های نازک به روش تبخیر با باریکه ی الکترونی در روی زیرلایه های شیشه ای تهیه شدند. این روش تبخیر حرارتی مزایایی بر روش های دیگر دارد. در این روش زیرلایه آسیب نمی بیند و از طرفی چون بعضی از مواد با چشمه حرارتی (بوته) شدیدا واکنش می دهند برای تبخیر موادی از این قبیل و جلوگیری از آلودگی لایه ها از این روش استفاده می شود. در این کار تجربی لایه ها پس از فرآیند لایه نشانی در دماهای مختلف در هوا بازپخت شدند، زیرا این بازپخت در تراگسیل اپتیکی آنها تاثیر بسزایی دارد. برخی از خواص اپتیکی، الکتریکی و ساختاری این لایه ها و تاثیر نرخ لایه نشانی و دمای زیرلایه و ضخامت لایه بر این خواص بررسی شدند.

شیشه های اکسیدی شامل اکسیدهای عناصر واسطه بطور وسیع بخاطر خواص نیمرسانایی آنها مورد بررسی قرار گرفته اند. شیشه های تهیه شده بر اساس اکسید تلور (teo2) دارای توانایی جالب تشکیل شیشه بوده و خواص رطوبتی از خود نشان نمی دهند، دارای ضریب انبساط حرارتی بالا، دمای گذار شیشه ای پایین بوده و نیز نقطه ی ذوب پایینی از خود نشان می دهند. رسانش الکتریکی در این شیشه ها با مدل جهش پولارون کوچک (sph) تفسیر می شود. تأثیر اکسید فلز واسطه ی دوم روی رسانندگی شیشه های شامل دو نوع یون فلزات واسطه، هدف مطالعات الکتریکی این شیشه ها قرار گرفته است. شیشه های نیمرسانا اغلب انحراف محسوس و مشخصی را از رفتار نیمرسانایی نشان می دهند. از جمله این رفتار انحرافی، انحراف از رسانش اهمی به رسانش غیراهمی تحت تأثیر دما و یا تحت تأثیر یک میدان الکتریکی قوی می باشد. تغییر در ترکیب شیشه ای می تواند روی خواص فیزیکی آن بخصوص روی جذب اپتیکی آن تأثیرگذار باشد. بررسی جذب اپتیکی بویژه شکل و انتقال لبه ی جذب، روش بسیار مفیدی برای فهم مکانیسم های حاکم بر گذارهای اپتیکی در مواد بلورین و غیربلورین بوده و اطلاعاتی را در مورد ساختار نوار انرژی آنها مهیا می-سازد. در این کار تجربی نمونه هایی از مواد شیشه ای 40teo_2-(60-x) v_2 o_5-xnio با درصدمولی30<x<0 با روش سرمایش سریع ماده ی مذاب تهیه شده اند. جهت بررسی خواص الکتریکی ترکیب فوق، لایه های نازکی با درصدمولی30، 10، 0 =x با روش تبخیر حرارتی از طریق چشمه ی حرارتی مقاومتی تهیه شده اند. همچنین برای بررسی خواص اپتیکی، لایه های نازکی از نمونه های شیشه ای با درصدمولی30، 20، 10، 5، 0 x= با روش تبخیر از طریق بمباران الکترونی تهیه گردید. بررسی ساختاری نمونه ها با استفاده از تفرق پرتو x نشان می دهد که این نمونه ها دارای ساختار بلوری نبوده و به صورت آمورف می باشند. رسانندگی الکتریکی dc لایه های نازک 40teo_2-60v_2 o_5 ، 40teo_2-50v_2 o_5-10nio و 40teo_2-30v_2 o_5-30nio در گستره ی دمایی k 423-300 اندازه گیری شده است. بررسی وابستگی دمایی رسانندگی این سه نمونه نشان داد که مدل جهش پولارون کوچک در محدوده ی دمایی مورد نظر قابل کاربرد است. با افزایش درصد مولی اکسیدنیکل مقادیر انرژی فعال سازی از مقدار 035/0 تا 042/0 الکترون ولت افزایش می یابد. رسانندگی dc در دمای k 393 برای این نمونه ها در گستره ی s/cm 11-10x5/7- s/cm9-10 ×26/5 بدست آمد که نشان دهنده ی این است که با افزایش درصد مولی اکسید نیکل، رسانندگی کاهش می یابد. چون اکسیدنیکل تشکیل دهنده ی شبکه ی شیشه ای نمی باشد، در نتیجه یونهای نیکل در شبکه ی شیشه ای ایزوله هستند و بعلت فقدان پیوندهای اکسیژن مانع از جهش الکترونها می شوند. در واقع یونهای نیکل مانع رسانش و انتقال حاملها در شیشه هستند، بنابراین با افزایش درصد مولی اکسیدنیکل، رسانندگی کاهش و انرژی فعال سازی افزایش می یابد. بررسی رفتار جریان بر حسب ولتاژ این سه نمونه نشان داد که در میدانهای پایین مشخصه ی i-v شکل خطی (رسانش اهمی) دارد، در حالیکه در میدانهای بالا (بالاتر از v/cm105) این نمونه ها رفتار غیر اهمی از خود نشان می دهند (رسانش غیراهمی). رفتار مشخصه ی i-v نمونه ها در سه دمای متفاوتk 423، 348، 300t= مورد مطالعه قرار گرفت. در دماهای بالا، بعلت افزایش رسانش با افزایش دما میدان آستانه ی رفتار غیر اهمی کاهش می یابد. به عبارت دیگر با افزایش دما منطقه ی غیراهمی به سمت میدانهای پایین تر منتقل می شود. بنابراین نتیجه گرفته شد که مکانیسم رسانش در این منطقه ی غیر اهمی با اثر میدان الکتریکی از طریق گرمایی تحریک می شود. طیف عبور وجذب اپتیکی لایه های نازک 40teo_2-60v_2 o_5، 40teo_2-55v_2 o_5-5nio، 40teo_2-50v_2 o_5 -10nio ، 40teo_2-40o_5-20nio و 40teo_2-30v_2 o_5-30nio در گستره ی طول موجی nm 1100-300 با اسپکتروسکوپی نوری بررسی گردید. لبه ی جذب اپتیکی لایه های نازک از روی طیف جذب مشخص و ضریب جذب، گاف انرژی اپتیکی, عرض دنباله ی حالتهای جایگزیده در گاف باندی و عرض نسبی حالتهای جایگزیده طبق تئوریهای موجود محاسبه گردید. همچنین رفتار ضریب شکست و ثابت خاموشی نمونه ها بر حسب طول موج بررسی و ضخامت نمونه ها برآورد گردید. نتایج حاصله نشان می دهد که موقعیت لبه ی جذب و در نتیجه مقادیر گاف انرژی اپتیکی به ترکیبات مختلف ماده ی مورد نظر بستگی دارد. با افزایش درصد مولی اکسید نیکل از مقدار صفر تا 30 گاف انرژی اپتیکی از مقدار 38/3 به 7/2 الکترون ولت کاهش می یابد. علت این کاهش معرفی اکسیدنیکل بعنوان یک اصلاح گر شبکه است که باعث افزایش اکسیژن غیر پیوندی می شود، در نتیجه برانگیختگی خیلی راحتتر انجام گرفته و جذب با انرژیهای کمتر صورت می گیرد. با افزایش درصد مولی اکسیدنیکل انرژی اورباخ و عرض نسبی حالتهای جایگزیده به ترتیب از مقدار 27/0 به 62/0 الکترون ولت و 07/0 به 22/0 افزایش می یابند، این افزایش احتمالاً به دلیل افزایش چگالی بی نظمی های محتمل در شبکه ی آمورف v_2 o_5 می باشد. رفتار ضریب شکست بر حسب طول موج نشان می دهد که با افزایش طول موج ضریب شکست کاهش می یابد. ثابت خاموشی نیز مقدار بیشینه ای در لبه ی جذب دارد.

اکسید روی یک نیمه رسانای نوع n با گاف انرژی پهن می باشد، به همین علت به عنوان یک ماده مفید برای گسترش قطعات الکترونیکی و اپتوالکترونیکی مانند رساناهای شفاف ، حسگرهای گازی، واریستورها، دستگاههای موج اکوستیکی سطحی (saw)، همچنین در ساخت سلولهای خورشیدی نیز به کار می رود. روشهایی متعددی برای تهیه فیلم های نازک اکسید روی با توجه به محدوده وسیع کاربردشان وجود دارد. در این کار تجربی فیلم های نازک اکسید روی، با استفاده از روش سل – ژل و به کارگیری تکنیک غوطه وری بر روی زیر لایه های شیشه ای تهیه شده اند. از زینک استات دی هیدرات به عنوان ماده اولیه و از محلولهای ایزوپروپانول و دی اتانول آمین به ترتیب به عنوان حلال و پایدار ساز استفاده شده است. غلظت فیلم های تهیه شده 9/0 مول بر لیتر می باشد و این فیلم ها در دمای 500 درجه سانتیگراد بازپخت شده اند. در این تحقیق، وابستگی دمایی ضریب ثابت هال ، مقاومت ویژه ، رسانندگی الکتریکی ، تحرک پذیری ، و چگالی حامل های بار n در لایه های نازک اکسید روی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان می دهد با افزایش دما از 100 درجه کلوین تا 400 درجه کلوین ضریب هال و همچنین مقاومت ویژه لایه ها هر دو کاهش پیدا می کنند، در محدوده دمایی 100 تا 300 کلوین این تغییرات کم می باشد، ولی از 300 تا 400 درجه کلوین به خاطر افزایش تعداد بیشتر حاملهای بار، با افزایش دما، ضریب هال و مقاومت ویژه هر دو سریعاًٌ کاهش پیدا می کنند. به خاطر دارا بودن طبیعت نیمه رسانایی، رسانندگی لایه های اکسید روی با افزایش دما، افزایش پیدا می کنند و این افزایش در محدود? دمایی 300 تا 400 کلوین سریع می باشد. بررسی وابستگی دمایی تحرک پذیری حاملها نشان می دهد که در دماهای پایین با افزایش دما تحرک پذیری افزایش یافته و در دماهای بالا تحرک پذیری حاملها به خاطر برهمکنش حاملها با نوسانات شبکه کاهش پیدا می کند. چگالی حاملهای بار نیز با افزایش دما، افزایش پیدا کرده و این افزایش در دماهای بالا سریع می باشد، که علت آن انتقال حاملها از باند ظرفیت به باند رسانش می باشد.

دی اکسید قلع آلاییده با آلومینیوم عضوی از گروه مواد اکسیدی رسانای شفاف است. لایه های نازک دی اکسید قلع در صورت آلایش با آلومینیوم جزو نیمرساناهای تبهگن بوده و انتظار می رود خواص فیزیکی جالبی از خود نشان دهند. از آنجا که این لایه ها دارای ویژگی های منحصر بفردی از قبیل شفافیت در ناحیه مرئی، رسانندگی خوب و چسبندگی عالی به زیرلایه ها هستند به عنوان اتصالات شفاف در ابزارهای اپتوالکترونیکی و میکروالکترونیکی، اتصالات شاتکی، پیوند همگن ترانزیستورهای دوقطبی و در بسیاری از موارد دیگر به کار می روند. به منظور بدست آوردن خواص بهینه، یعنی شفافیت بالا و مقاومت ویژه پایین، دمای تکلیس و شرایط نهشت شامل دمای زیرلایه، دمای بازپخت و ضخامت لایه ها بایستی بهینه شوند. از آنجا که ممکن است کندوپاش آسیب چشمگیری را به سطح زیرلایه برساند و نقص هایی را بوجود آورد، که ممکن است کارایی ابزارهای اپتوالکترونیکی را تحت تاثیر قرار دهد، اغلب روش تبخیر با باریکه الکترونی برای تهیه لایه های دی اکسید قلع آلاییده با آلومینیوم ترجیح داده می شود. در این کار تجربی لایه های نازک دی اکسید قلع آلاییده با آلومینیوم با ترکیب های مختلفی از 5 تا 10 درصد جرمی آلومینیوم و 95 تا 90 درصد جرمی دی اکسید قلع بوسیله تبخیر با باریکه الکترونی بر روی زیرلایه های شیشه ای نهشته شدند. سپس تاثیر شرایط نهشت از قبیل دمای زیرلایه، دمای بازپخت و ضخامت بر خواص الکتریکی، اپتیکی و ساختاری این لایه ها بررسی شد. خواص این لایه های نازک بوسیله پراش پرتو x، اسپکتروفوتومتر uv- vis و پروب چهارسوزنی بررسی شد. بررسی طیف xrd اخذ شده از این لایه ها نشان داد که پس از بازپخت، فاز این لایه ها از آمورف به بس بلور تغییر پیدا می کند. میزان شفافیت لایه ها با افزایش دمای بازپخت، بیشترمی شود. با افزایش دمای تکلیس و دمای زیرلایه، عبور میانگین در ناحیه مرئی افزایش و مقاومت ویژه کاهش می یابد. همچنین با افزایش ضخامت لایه ها، میزان شفافیت لایه ها و مقاومت ویژه کاهش می یابند، به طوریکه در مورد لایه های با 5/7 % جرمی آلومینیوم، مقدار میانگین عبور لایه ها از مقدار 5/88 % برای نمونه ای با ضخامت 250 نانومتر به مقدار 3/82 % برای نمونه ای با ضخامت 450 نانومتر کاهش می یابد. همچنین مقاومت ویژه به کمترین مقدار خود یعنی 4-10×247/5 اهم-سانتیمتر برای نمونه ای با ضخامت 450 نانومتر می رسد.

از بین روشهای مختلف تهیه لایه های نازک سلنیدقلع، ساد ترین و ارزانترین روش، همان روش حمام شیمیایی است که قادر است در دمای اتاق فیلمهای با کیفیت خوب را برای کاربرد در قطعات الکترونیکی تولید نماید. در این کار تجربی ضریب ثابت هال ،مقاومت ویژه،رسانندگی الکتریکی، تحرک پذیری و چگالی حاملهای بارو خواص ساختاری لایه های نازک سلنیدقلع که با روش نهشت حمام شیمیایی(cbd) با 2/0± 12=ph در دمای اتاق روی زیرلایه های شیشه ای نهشته شده اند، بررسی شدند. مکانیسم لایه نشانی به صورت کلاستر به کلاستر بوده و این لایه ها دارای ساختار ارتورومبیک با جهت ترجیحی صفحه (400) بودند همچنین با بررسی ساختار لایه های نازک سلنیدقلع با طیف اشعه x مشخص شد که ساختار لایه ها به شدت به مدت زمان لایه نشانی و ph محلول وابسته بوده و در بهترین شرایط لایه ها ضخامتی nm 400 داشتند. همچنین با شرایط بهینه برای لایه های تهیه شده در دمای اتاق مقاومت ویژه ی cm? 216.63 رسانندگی cm?/ 3- 10× 4.616 و ضریب هالcm3 /c 0.2826 و تحرک پذیری و چگالی حاملهای بار به ترتیب cm3/ 19 10× 2/2 و cm2 /v.s 3- 10 × 1.303 بدست آمد.

چکیده: سلنید قلع (snse)نیمرسانایی از نوع iv-vi بیش از یک دهه است که بخاطر خواص بی- نظیرش در دیودهای نورگسیل، دیودهای لیزری، در کلیدزنهای حافظه ای و تولیدات مادون قرمز توجه زیادی را به خود جلب کرده است. برای تهیه فیلم های snse با کیفیت بالا از روش های مختلفی مانند نهشت بخار شیمیایی، رونهشتی باریکه مولکولی، الکتروشیمیایی، تبخیردر خلاء، کندوپاش و حمام شیمیایی استفاده می شود. از بین این روش ها، ساده-ترین و ارزانترین روش، همان روش حمام شیمیایی است که قادر است در دماهای پایین ترو حتی در دمای اتاق فیلم های با کیفیت خوب را برای کاربرد در قطعات الکترونیکی تولید نماید. سلنید قلع که یک نیمرسانای دوتایی با گاف انرژی باریک است به عنوان یک نیمرسانای مهم از نظر تکنولوژیکی در ساخت سلولهای خورشیدی، در کلیدزنهای حافظه- ای و قطعات اتصالی بکار می رود. در این کار تجربی خواص نوری از جمله گاف باندی، ضریب شکست، ضریب خاموشی و برخی خواص ساختاری لایه های نازک سلنیدقلع که با روش نهشت حمام شیمیایی(cbd) در دمای اتاق روی زیرلایه های شیشه ای نهشته شده اند، بررسی شد. دو حالت متفاوت برای بررسی مورد توجه واقع شد که یکی نهشت لایه ها بر اساس زمان های متفاوت لایه نشانی و دیگری تغییر در ph محلول لایه نشانی می باشد. از لحاظ مدت زمان لایه نشانی، زمان 48 ساعت و از لحاظ ph محلول، مقدار 05/12 مورد توجه واقع شد که حالت های بهینه می باشند. از جمله مزایای این روش لایه نشانی می توان به هزینه کم آن نسبت به سایر روش ها اشاره کرد. از لحاظ ساختار شبکه ای، ساختار این نیمرسانا به شکل ارتورمبیک است. پراش پرتو ایکس اخذ شده از این لایه ها نشان داد که با افزایش زمان لایه نشانی به بیش از زمان بهینه، بلورینگی نمونه ها کاهش می یابد. نتایج تجربی نشان می دهد که برای فیلم های تهیه شده باph های، 05/15،12/12و20/12با افزایش phضخامت کمتری خواهند داشت. خواص اپتیکی نمونه ها با استفاده از دستگاه طیف سنج نوری با بررسی طیف جذبی نمونه ها مطالعه شد. با استفاده از تحلیل داده های طیف جذبی نمونه ها برای لایه های با ضخامت نانومتر290-60 گاف باندی این نیمرسانا 33/1 تا 67/1 الکترون ولت بدست آمد. نوع گاف باندی مجاز نیز با محاسبات از نوع مستقیم تشخیص داده شد. با توجه به نتایج حاصله از دیگر خواص نوری این نیمرسانا و انعکاس پایین فیلم های نازک تهیه شده به این روش، این ماده می تواند در رونهشتی های ضد انعکاسی کاربرد داشته باشد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

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.