در این پروژه نانو ساختارهای اکسید ایندیم بدون آلایش و آلائیده شده با عناصری نظیر قلع، فلوئور و مولیبدنیم بر روی زیرلایه های شیشه ای و به روش اسپری پایرولیزز تهیه شده است. پارامترهای مختلفی نظیر دما، غلظت و مقدار محلول و نیز آهنگ شارش هوا مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق از کلرید ایندیم (incl3) به عنوان ماده منبع و از sncl2.2h2o و nh4f و mocl5 به ترتیب به عنوان دوپهای sn، f و mo استفاده شده است. در این پروژه به مطالعه خواص فیزیکی لایه های نازک اکسید ایندیم پرداخته و سپس، به بررسی نانو ساختار اندازه دانه ها در لایه های دوپ شده و خالص پرداخته شده است. خواص ساختاری این لایه ها توسط دستگاههای xrd و sem بررسی شده است. خواص الکتریکی و اپتیکی لایه ها نیز به ترتیب با دستگاههای اثر هال و اسپکتروفتومتر uv-visible مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با استفاده از نرم افزار puma ضخامت لایه ها بدست آورده شد و تغییرات ضریب شکست، ضریب خاموشی و باند گاف برای این لایه ها مورد بررسی قرار گرفت. بهینه دمای زیرلایه برای فیلمهای نازک اکسید ایندیم در حدود دمای c ? 575 و برای فیلمهای ito در gr8/0 از پودر کلرید ایندیم با غلظت wt%5 از sn و دمای c ?600 حاصل شد. طبق این شرایط بهینه، حداقل مقاومت سطحی ?/? 12 و شفافیت %85 برای این لایه ها بدست آمد. بهینه فیلمهای ifo در gr2/0 از پودر کلرید ایندیم با غلظت wt%2 از فلوئور در دمای c ? 575 بدست آمد. با این شرایط نمونه ها دارای مقاومت سطحی ?/? 140 و شفافیت %6/87 می باشد. بهینه لایه های imo تهیه شده با gr2/0 از پودر ایندیم با غلظت wt%1 از mo در دمای زیرلایه c ? 550 تهیه شده است. در این شرایط بهینه اندازه گیری مقاومت سطحی در حدود ?/? 94 و شفافیت آن در ناحیه مرئی %8/77 بوده است.

انباشت لایه های نازک اکسید روی غیر آلائیده و همچنین آلایش یافته با عناصر قلع، نیتروژن و استفاده همزمان نیتروژن و عناصر گروه iii با استفاده از روش اسپری پایرولیزز مد نظر می باشد. هدف، بهبود خواص فیزیکی لایه های اکسید روی با استفاده از عناصر آلاینده است و از این رو توجه خاصی به تغییر نوع رسانش از n به p در اثر آلایش ساختار صورت گرفته. دسترسی به لایه هایی با خواص ایده آل از نوع n و p امکان معرفی نتایج این تحقیق را برای ساخت ادوات اپتوالکترونیکی شفاف فراهم می آورد. خواص مختلف فیزیکی لایه ها توسط روش های مشخصه یابی مختلف بررسی شده است. جهت بررسی خواص الکتریکی از آزمایش اثرهال بهره جسته ایم. طیف سنجی نوری و همچنین آنالیز فوتولومینسانس جهت بررسی خواص اپتیکی و همچنین ردیابی ترازهای وابسته به عناصر ناخالصی مورد استفاده می باشند. آنالیز xps جهت یافتن ترکیبات شیمیایی غالب بر سطح لایه ها و همچنین پراش پرتوx جهت بررسی ساختار بلوری لایه ها مورد استفاده بوده است. بررسی مورفولوژی سطح و میزان زبری آن توسط آنالیزهای sem و afm تعیین شده اند. نتایج آلایش اکسید روی با قلع جز معدود مواردی که رسانش نوع p را بدست می دهد، در اکثر موارد لایه هایی با رسانش نوعn و خواص پایدار فیزیکی را موجب می گردد. آلایش اکسید روی با نیتروژن موجب ساخت نمونه هایی با رسانش p پایدار می گردند و در مورد استفاده همزمان نیتروژن با عناصر گروه iii به عنوان آلایش اکسید روی، گالیم بهترین خواص را ارائه می دهد. در تمامی موارد بررسی مورفولوژی سطح نشان از کارایی روش انباشت اسپری پایرولیزز جهت تهیه نانو لایه هایی با مورفولوژی های یگانه می باشد انباشت لایه های نازک اکسید روی توسط تبخیر با باریکه الکترونی که از دسته روش های فیزیکی بخارات است نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج گویای دسترسی به حالت بهینه انباشت در دماهای بالا (مثل ?250) می باشد. استفاده از فرایند بازپخت در دماهای کمتر از دمای انباشت مفید گزارش می شود و در دماهای بالاتر افت شدیدی در خواص مختلف فیزیکی لایه ها دیده می شود.

در این پروژه، فیلم های کبالت سیاه بر روی زیرلایه های برنج، مس، استیل و نیکل براق به روش الکتروپلیتینگ تهیه شدند. پارامترهای مختلفی نظیر دما، چگالی جریان، زمان لایه نشانی و ترکیب بندی محلول الکترولیت مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق سولفات کبالت به عنوان منبع اصلی یون ها، نیترات کبالت عامل سیاهی، کلرید کبالت برای بهبود رسانایی و اسید بوریک برای تنظیم ph استفاده شده است. تاثیر تغییر زیرلایه و رفتار گرمایی بر روی خواص ساختاری و اپتیکی لایه ها مطالعه شد. و خواص ساختاری لایه ها توسط دستگاه های xrd و sem بررسی شده است. همچنین خواص اپتیکی لایه ها در ناحیه ی نور مرئی با دستگاههای spectrophotometer و در ناحیه ی ir با دستگاه ftir مورد بررسی قرار گرفته است. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی برای نمونه کبالت سیاه بر روی انواع زیرلایه های فلزی مختلف ساختاری متخلخل نشان داد. در طیف پراش پرتو x برای نمونه کبالت بر روی زیرلایه برنج قبل از رفتار گرمایی هیچ پیکی از اکسید کبالت مشاهده نشد، ولی بعد از فرآیند انیلینگ در محیط هوا به مدت ?? دقیقه، یک پیک اکسید کبالت با جهت ترجیحی (???) مشاهده شد. ضریب جذب فیلم های کبالت بر روی انواع زیرلایه های فلزی در محدوده ی طول موج مرئی و نزدیک ir بالاتر از ??% اندازه گیری شد. ضریب گسیل فیلم های کبالت بر روی زیرلایه های فلزی پایین تر از ??% محاسبه شد

فیلم های کروم سیاه با روش الکتروانباشت بر روی زیر لایه های مختلف لایه نشانی می شوند. برای تهیه فیلم های کروم سیاه، از دو محلول الکترولیت متفاوت استفاده کردیم. محلول اول بر روی زیرلایه نیکل براق انباشت شده بر روی برنج و محلول دوم بر روی زیرلایه های مختلف به طور مثال برنج، مس، استیل و نیکل براق انباشته شده بر روی برنج و مس لایه نشانی شدند. برای فیلم های کروم سیاه تهیه شده از اولین محلول الکترولیت تأثیر دمای محلول و برای فیلم های کروم سیاه تهیه شده از دومین محلول الکترولیت تأثیر زیرلایه های مختلف بر روی ساختار فاز، مورفولوژی سطحی، ترکیب شیمیایی و خصوصیات اپتیکی بررسی شد. ساختار فاز و مورفولوژی سطحی فیلم های تهیه شده به ترتیب با روش های پراش اشعه ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مشخصه یابی شدند. ترکیب شیمیایی این فیلم ها با آنالیز عنصرسنجی پاشندگی انرژی اشعه ایکس edax)) تعیین شد. به منظور بررسی خصوصیات اپتیکی فیلم های تهیه شده، طیف انعکاسی آنها در نواحی uv-vis-n ir و ir اندازه گیری شد. از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی دریافت می شود که فیلم های تهیه شده از اولین محلول الکترولیت ساختار متراکم تر با اندازه دانه های نانو و فیلم های تهیه شده از دومین محلول الکترولیت ساختاری متخلخل با اندازه دانه های میکرو دارند. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس نشان می دهد که در فیلم های تهیه شده از هر دو محلول، کروم جزء شیمیایی اصلی در فیلم ها است. بررسی طیف انعکاسی فیلم ها تهیه شده نیز نشان می دهد که در همه موارد کروم سیاه خصوصیات اپتیکی خوبی برای استفاده در کلکتور های خورشیدی دارد.

در این پروژه لایه های نیکل سیاه روی زیر لایه های برنج، مس و استیل به روش الکتروانباشت تهیه شدند. این بررسی شامل انجام آزمایشهای مختلف جهت دستیابی به ترکیب شیمیایی و شرایط لایه نشانی مطلوب در فرایند ایجاد پوشش های نیکل سیاه روی زیر لایه های برنج، مس و استیل می باشد. پوشش هایی از نیکل سیاه با ترکیب شیمیایی، زمان و چگالی جریان های لایه نشانی متفاوت روی زیر لایه های فلزی با حضور لایه میانی نیکل براق و بدون حضور آن تهیه شده و بررسی های متفاوت شامل آنالیز شیمیایی، عنصرسنجی، مورفولوژی، تفرق اشعه ی x، چسبندگی، خواص نوری و پایداری حرارتی روی پوشش های ایجاد شده انجام شده است. در طی بررسی های انجام شده بهترین شرایط لایه نشانی پوشش نیکل سیاه با چگالی جریان ?/? آمپر بر دسی متر مربع و زمان ده دقیقه و پوشش نیکل براق با چگالی جریان ?/?آمپر بر دسی متر مربع و زمان پنج دقیقه به دست آمده است. هم چنین نتایج آزمایشات برتری خواص اپتیکی پوشش نیکل سیاه روی زیر لایه برنج را نسبت به سایر پوشش های ایجاد شده روی زیر لایه های مس و استیل نشان می دهد. هدف از این تحقیق، تهیه و بررسی لایه های نیکل سیاه می باشد که بر روی زیر لایه های فلزی لایه نشانی شده اند و بعنوان ماده ای جهت جذب طیف نور خورشید برای استفاده درکلکتورهای خورشیدی به کار می روند.

در این پروژه نانو ساختارهای اکسید کادمیم بدون آلایش و آلائیده شده با مواد منیزیم و منگنز و آلومینیوم بر روی زیر لایه های سودالایم وبه روش اسپری تهیه شدند و سپس خواص فیزیکی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. پارامتر های مختلفی نظیر دما، غلظت، مقدار محلول و آهنگ شارش هوا مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق از استات کادمیوم (cd(ch3co2)2) به عنوان ماده منبع و از mg(ch3coo)2 و mncl2 و alcl3 به ترتیب به عنوان دوپ های mg، mnوal استفاده شده است. در این پروژه به مطالعه خواص فیزیکی لایه های نازک اکسید کادمیم پرداخنه و سپس به بررسی نانو ساختار در لایه های دوپ شده و خالص پرداخته شده است. خواص ساختاری و مورفولوژی این لایه ها به ترتیب توسط دستگاههای xrd و sem بررسی شده است. خواص الکتریکی و اپتیکی لایه ها نیز به ترتیب با دسنگاههای اثر هال و اسپکتروفتومتر uv-visible مورد بررسی قرار گرفته است. ضخامت این لایه توسط روش dektak اندازه گیری شد و نیز انرژی گاف نواری آنها نیز محاسبه شد. دمای زیر لایه بهینه برای لایه های اکسید کادمیمc ?350، بهینه غلظت یون های کادمیم برای این فیلم ها 015/0 مولار و بهینه شار هواml/min 20 بدست آمد. بهینه فیلم هایcdo:mg در محلول 015/0 مولار با غلظت 5% از mg و در دمایc ?450 حاصل شد. طبق این شرایط بهینه، مقاومت سطحی ?/??2/95 و شفافیت %81 برای این لایه ها بدست آمد. بهینه فیلم هایcdo:mn در محلول 015/0 مولار با غلظت 3% از mn و در دمایc ?400 بدست آمد. این نمونه بهینه دارای، مقاومت سطحی ?/??120 و شفافیت %83 می باشد. بهینه فیلم هایcdo:al در محلول 015/0 مولار با غلظت 5% از al و در دمایc ?400 حاصل شد. طبق این شرایط بهینه، مقاومت سطحی ?/??60 و شفافیت %85 برای این لایه ها بدست آمد. در این پروژه نانو ساختارهای اکسید کادمیم بدون آلایش و آلائیده شده با مواد منیزیم و منگنز و آلومینیوم بر روی زیر لایه های سودالایم وبه روش اسپری تهیه شدند و سپس خواص فیزیکی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. پارامتر های مختلفی نظیر دما، غلظت، مقدار محلول و آهنگ شارش هوا مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق از استات کادمیوم (cd(ch3co2)2) به عنوان ماده منبع و از mg(ch3coo)2 و mncl2 و alcl3 به ترتیب به عنوان دوپ های mg، mnوal استفاده شده است. در این پروژه به مطالعه خواص فیزیکی لایه های نازک اکسید کادمیم پرداخنه و سپس به بررسی نانو ساختار در لایه های دوپ شده و خالص پرداخته شده است. خواص ساختاری و مورفولوژی این لایه ها به ترتیب توسط دستگاههای xrd و sem بررسی شده است. خواص الکتریکی و اپتیکی لایه ها نیز به ترتیب با دسنگاههای اثر هال و اسپکتروفتومتر uv-visible مورد بررسی قرار گرفته است. ضخامت این لایه توسط روش dektak اندازه گیری شد و نیز انرژی گاف نواری آنها نیز محاسبه شد. دمای زیر لایه بهینه برای لایه های اکسید کادمیمc ?350، بهینه غلظت یون های کادمیم برای این فیلم ها 015/0 مولار و بهینه شار هواml/min 20 بدست آمد. بهینه فیلم هایcdo:mg در محلول 015/0 مولار با غلظت 5% از mg و در دمایc ?450 حاصل شد. طبق این شرایط بهینه، مقاومت سطحی ?/??2/95 و شفافیت %81 برای این لایه ها بدست آمد. بهینه فیلم هایcdo:mn در محلول 015/0 مولار با غلظت 3% از mn و در دمایc ?400 بدست آمد. این نمونه بهینه دارای، مقاومت سطحی ?/??120 و شفافیت %83 می باشد. بهینه فیلم هایcdo:al در محلول 015/0 مولار با غلظت 5% از al و در دمایc ?400 حاصل شد. طبق این شرایط بهینه، مقاومت سطحی ?/??60 و شفافیت %85 برای این لایه ها بدست آمد.

هدف اصلی این رساله ساخت، مشخصه یابی و بهینه سازی لایه های مختلف به کار رفته در سلول های خورشیدی نانو ساختار می باشد. یکی از مهمترین بخشهای سلول خورشیدی لایه رسانای شفاف (الکترود شفاف) می باشد که کیفیت آن تاثیر مستقیم در عملکرد سلول خورشیدی دارد. به همین منظور لایه های fto به روش اسپری پایرولیزز ساخته، مشخصه یابی و بهینه سازی شد. خواص اپتیکی، الکتریکی و ساختاری و مورفولوژی سطح لایه ها مورد بررسی قرار گرفت. مقاومت سطحی بسیار پایین (کمتر از ?/? 10) و شفافیت بالای (در حدود 80 %) لایه های بدست آمده برای کاربرد در سلولهای خورشیدی کاملاً مناسب می باشد. یکی دیگر از پرکاربردترین ترکیبهای مورد استفاده در سلولهای خورشیدی نانو ساختار، نیمرسانای سولفید کادمیوم می باشد، که به دلیل ویژگی های خاصی که دارد، کاربرد فراوانی به عنوان نیمرسانای نوع n در سلول های خورشیدی به کار می رود. به همین دلیل لایه های نازک نانو ساختار cds به دو روش اسپری پایزولیزز و تبخیر در خلاء ساخته و مشخصه یابی شدند. با توجه به آنالیزهای این بخش می توان نتیجه گیری کرد که روش تبخیر در خلا برای انباشت لایه های cds مناسب تر از روش اسپری پایرولیزز می باشد. لایه های بدست آمده به روش تبخیر در خلاء دارای مقاومت ویژه به نسبت پایین بوده و از شفافیت و ساختار مناسب تری نسبت به لایه های انباشته شده با اسپری برخوردار بودند. همچنین یکی دیگر از اهداف این رساله دست یابی به مواد و ساختارهای جدید در زمینه سلول خورشیدی بوده است. به این منظور نحوه ساخت و مشخصه یابی سلول های خورشیدی نانو ساختار حساس شده با رنگینه (dssc) با الکترود اکسید روی مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی و آزمایش انواع مختلف الکترود، بهترین الکترود و در نتیجه بهترین سلول خورشیدی با مشخصات بهینه به دست آمد. ساختار مناسب برای الکترود اکسید روی، یک ساختار طبقه بندی شده با خوشه ها و تجمع های زیر میکرونی می باشد که این خوشه ها به نوبه خود از نانوذرات به هم چسبیده تشکیل شده اند. از دستاوردهای این رساله دستیابی به بالاترین رکورد جهانی بازدهی در سلولهای خورشیدی با فوتو آند اکسید روی با 5/7 % بازدهی می باشد.

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.

هدف از انجام این پژوهش ساخت تیغه های تاخیر انداز چارک موجی مرتبه یکم، برای کاربرد در ساخت لیزر nd:yag بود. کار تیغه ی چارک موجی تبدیل نور قطبیده ی خطی به نور قطبیده ی دایره ای یا وارونه ی آن است. این تیغه ها به همراه ابزارهای دیگر در برخی از لیزرها برای کار کلیدزنی q به روش الکترواپتیکی به کار می روند. برای ساخت تیغه ی چارک موجی نخست نظریه های مربوط به ویژگیهای دو شکستی بلورها بررسی و بر پایه ی آن تک بلور کوارتز برگزیده شد. با به کاربردن آزمون پراش پرتو ایکس تک بلور کوارتز جهت یابی و راستای محور اپتیکی آن مشخص شد. سپس با توجه به راستای محور اپتیکی، برگه هایی از بلور کوارتز در راستای درست برش داده شد. این برگه ها در گامهای پسین ساخت با به کارگیری دستگاه ها و مواد لازم سایش و صیقل داده شد، تا آنجا که برای هریک از قطعه ها ضخامت و کیفیت سطح مناسب به دست آید. سپس دو برگه با ضخامت درست برگزیده و به گونه ای به هم چسبانده شدند، که محورهای اپتیکی آنها بر هم عمود باشند. تیغه ها یک بار با دستگاه قطبش سنج و بار دیگر با جای گذاری در یک لیزر آزمایش شدند. داده های به دست آمده از آزمونها نشان می دهند که ضخامت برگه های اولیه و زاویه ی قرار گرفتن آنها نسبت به یکدیگر از پارامترهای بسیار مهم در کارکرد مناسب تیغه ی ساخته شده اند. در ساخت نمونه های پسین، زاویه ی بین محورهای اپتیکی دو قطعه ی سازنده ی هر نمونه، بهبود داده شد.این نمونه ها کارایی لیزر را به گونه ی چشمگیری بهبود بخشید که نشان دهنده ی اهمیت پارامتر زاویه ی میان محورهای اپتیکی دو قطعه ی سازنده ی هر تیغه است. بر روی این نمونه ها آزمایش دیگری نیز انجام شد و آن بررسی کارکرد تیغه های چارک موجی ساخته شده از وجه های گوناگون تک بلور بود. آزمودن این نمونه ها نشان داد که اندیس میلر متفاوت تاثیری در کارکرد تیغه ها ندارد و تنها دانستن راستای محور اپتیکی برای برش درست نمونه ها کافی است. در پایان نمونه ها در یک چینش آزمایشگاهی دیگر برای سنجش آستانه ی آسیب لیزری آزموده شدند. این آزمون نشان داد که چسب به کار رفته برای چسباندن دو قطعه کمترین آستانه ی آسیب لیزری را دارد.

در این پژوهش رشد و مشخصه یابی و آشکارسازی نوری لایه های اکسید روی مورد بررسی قرار گرفت. رشد لایه های اکسید روی به روش افشانه داغ و با استفاده از دو نوع محلول اولیه شامل کلرید روی و استات روی دوآبه انجام شد. اثر غلظت محلول اولیه، دمای لایه نشانی، آلایش نیتروژن و نوع دستگاه تولید ذرات ریز محلول اولیه بر رشد و مشخصه های لایه های اکسید روی رشد یافته با هر یک از محلول اولیه کلرید روی و استات روی دوآبه مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه های بلوری، ریخت شناسی لایه، عبور نوری، نورتابی، مقاومت الکتریکی، نوع رسانندگی و همچنین آشکارسازی نوری لایه ها تحت تابش فرابنفش nm325 بررسی شد. استفاده از محلول اولیه کلرید روی منجر به رشد میله های اکسید روی بر زیرلایه شیشه می شود. افزایش غلظت محلول اولیه در این لایه ها باعث افزایش طول میله ها و کاهش عبور نوری در لایه می شود. تغییر دمای زیرلایه در محدوده °c400 تا °c550، رشد میله ها را در دمای بالای °c500 نشان می دهد. افزایش دما از °c500 به °c550 باعث کاهش قطر و افزایش طول میله ها می شود. افزایش دمای زیرلایه، کاهش عبور نوری در ناحیه مرئی و افزایش مقاومت الکتریکی لایه را به دنبال دارد. بررسی رسانندگی نوری فرابنفش میله های اکسید روی در دمای °c500 نشان می دهد که پاسخ نوری لایه در v5، a/w 012/0 است. آلایش نیتروژن میله های اکسید روی با نسبت اتمی متفاوت n/zn در دمای زیرلایه°c 500 انجام شد. میله های اکسید روی با رسانندگی نوع p در نسبت اتمی 2 و 1 n/zn= به دست می آید. غلظت حفره در 1 n/zn=، 3-cm 1016×36/1 است. طیف نورتابی لایه های تهیه شده از محلول کلرید روی دارای یک قله گسیل در ناحیه فرابنفش و دو قله گسیل آبی و سبز در ناحیه مرئی است. طیف پراش اشعه ایکس نشان می دهد که رشد لایه های آلاییده و غیر آلاییده تهیه شده از محلول اولیه کلرید روی به صورت چندبلوری و در ساختار هگزاگونال وورتزیت است. رشد ترجیحی بلور در راستای محور c است. لایه هایی که از محلول اولیه استات روی دو آبه تهیه شدند شامل دانه هایی هستند که اندازه آنها با افزایش غلظت محلول اولیه افزایش می یابد. انرژی گاف لایه ها با افزایش غلظت از ev 37/3 برای m1/0 به ev 19/3 برای m 4/0 کاهش پیدا می کند. اندازه گیری مقاومت الکتریکی لایه ها کمترین مقاومت ویژه (.cm? 09/2) را برای لایه m 3/0 نشان داد. پاسخ نوری لایه ها به تابش فرابنفش در v5 در محدوده a/w 086/0 تا a/w 287/0 است. تغییر دمای زیرلایه نشان می دهد که لایه های اکسید روی در دمای بیشتر از °c200 تشکیل می شوند. مطالعه تصاویر fesem از سطح لایه هایی که در دمای متفاوت رشد کرده اند نشان می دهد که سازوکار رشد لایه در دمای بالاتر از °c400 به صورت cvd است. این لایه ها دارای عبور نوری بالا در ناحیه مرئی هستند. کمترین مقاومت سطحی مربوط به لایه ای است که در دمای °c400 رشد کرده است. استفاده از نبولایزر پزشکی باعث رشد لایه ضخیم تر و با اندازه دانه بلوری بیشتری می شود. پیوندگاه نامتجانس zno/p-si از رشد لایه اکسید روی بر زیرلایه p-si به دست می آید. این پیوندگاه دارای رفتار یکسوسازی است. پاسخ نوری پیوندگاه در v5- به تابش فرابنفش، کمتر از پاسخ رساننده های نوری لایه اکسید روی بر زیرلایه شیشه است ولی سرعت پاسخ نوری آن بیشتر از رساننده های نوری است. پیوندگاه p-zno/p-si از رشد لایه zno:n به عنوان لایه اکسید روی نوع p بر زیرلایه si ایجاد می شود. این پیوندگاه دارای رفتار یکسوساز وارون است. پاسخ دیود نوری p-zno/p-si در v5 ازzno/p-si در v5- بیشتر و برابر a/w 125/0 است. همچنین بیشترین سرعت پاسخ در این پژوهش مربوط به پیوندگاه p-zno/p-si است. جریان دیود نوری این پیوندگاه در پی اعمال (قطع) تابش فرابنفش در v5 در مدت زمان کمتر از s 1 به %90 (%10) مقدار اشباع افزایش (کاهش) می یابد.

در این تحقیقات لایه نازک های پنتاکسید وانادیوم روی زیرلایه های سودالایم به روش اسپری پایرولیزز با استفاده از محلول اولیه پودر کلرید وانادیوم (?) در40 سی سی آب مقطر دوبار تقطیر تهیه شدند. تاثیر پارامترهای دمای لایه نشانی، نرخ شارش و غلظت محلول اولیه روی خواص ساختاری، اپتیکی و الکتریکی به ترتیب توسط پراش اشعه ایکس، طیف سنجی ناحیه مرئی و فرابنفش اسپکتروفوتومتر و روش دو پروب بررسی شدند. نتایج نشان می داد با بهینه شدن شرایط لایه-نشانی، جهت گیری ها در راستای (001) ترجیحی شده اند. لایه های نازک v2o5 پلی کریستال هایی با ساختار سلول واحد اورتورومبیک بودند. همچنین با استفاده از روش fesem تصویر سطحی لایه ها مشاهده گردید. این تصویر نانو میله هایی با قطر بطور میانگین 55 نانومتر را برای لایه های تهیه شده در شرایط بهینه، نشان می داد. باند نواری نیز برای این لایه نازک ها محاسبه گردید که مقدار 1/2 الکترون ولت بدست آمد. همچنین تغییرات خواص فیزیکی لایه ها پس از انیل کردن در محیط های متفاوت (هوا، اکسیژن و خلاء) بررسی شد که جواب های نسبتا خوبی را برای لایه هایی که در خلاء پخته شده بودند، نشان می داد. کاربرد ترموالکتریکی لایه نازک تهیه شده در شرایط بهینه با آزمایشی ساده مورد بررسی قرار گرفت.

در این پروژه نانوساختارهای in2o3 دوپ شده و دوپ نشده با عناصری مانند sn وf بر روی زیر لایه های شیشه ای و به روش پیرولیز افشانه ای تهیه شده است. ایندیم کلراید به عنوان ماده ی اولیه و sncl4.5h2o و nh4f به ترتیب به عنوان دوپ های sn و f استفاده شده است. همچنین خواص فیزیکی لایه های نازک ایندیم اکسید و نانوساختار لایه های دوپ شده مطالعه شده است. خواص ساختاری این لایه ها توسط دستگاه های sem, xrd بررسی شده است. همچنین با استفاده از نرم افزار puma ضخامت لایه ها به دست آورده شد و تغییرات ضریب شکست، ضریب خاموشی و باند گپ برای این لایه ها مورد بررسی قرار گرفت. فعالیت فتوکاتالیزوری این نانو فیلم ها در تخریب متیلن بلو، متیل اورانژ و رودامین b بررسی شده است. این عمل تحت تابش لامپ پرفشار 400w جیوه انجام گرفته است و بهترین شرایط برای تخریب فتوکاتالیزوری مشخص گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که نمونه های ایندیم اکسید دوپه شده با قلع و فلوئور نسبت به نمونه دوپه نشده آن بازده بهتری در تخریب فوتوکاتالیزوری دارند.

در این پروژه لایه های نازک اکسید روی و اکسید روی دوپ شده با آلومینیوم، گالیم و ایندیم بر روی زیر لایه ی شیشه به روش افشانه پایرولیزز انباشته شده اند. ساختار نانو فیلم های سنتز شده توسط تکنیک پراش پرتو ایکس (xrd) و اندازه و مورفولوژی ذرات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد بررسی قرار گرفتند. که همگی در ساختار هگزاگونال ورتزیت متبلور شدند و الگوی پراش پرتو x ساختار کریستالی نانو ذرات سنتزی را تایید کرد. تخریب فتوکاتالیزوری توسط نیمه رساناها به عنوان روشی قدرتمند برای تصفیه پسماند خروجی از صنایع، که حاوی ترکیبات آلی سمی نظیر؛ متیل اورانژ، متیل رد و متیلن بلو است، استفاده می شود. ثابت شده است که فتوکاتالیزور نیمه رسانای اکسید روی وقتی در معرض لامپ uv قرار می گیرد روشی کارآمد برای حذف ترکیبات آلی است. تخریب رنگ ها بستگی به عوامل مختلفی نظیر مقدار کاتالیزور، غلظت رنگینه و حضور الکترون پذیرنده هایی نظیر هیدروژن پراکسید، اکسیژن مولکولی و حضور و غلظت سوبستراهای دیگر نظیر یون های معدنی دارد. نتایج بدست آمده نشان داد که تخریب فوتوکاتالیزوری با zno:inبهترین بازده را دارد که این نشان دهنده موفقیت در بهبود خاصیت فوتوکاتالیزوری اکسید روی به وسیله دوپ ایندیم بر آن است.

در این کار اثر دمای زیرلایه، فلوی گاز اکسیژن و زاویه زیرلایه بر خواص اپتوالکتریکی، ساختاری و ریخت شناسی سطحی اکسید قلع خالص به منظور دست یابی به یک اکسید رسانای شفاف نانوساختار برای کاربردهای سلول خورشیدی بررسی شد. بهترین نتایج در دمای زیرلایه ?c 500 با فلوی اکسیژن sccm 200-100 و در فاصله cm 5 از پیش ماده بدست آمد. در گام بعدی تلاش کردیم تا اکسید قلع آلائیده با نیتروژن با رسانندگی نوع p بدست آوریم که در دیودهای شفاف و سلولهای خورشیدی استفاده می شود. این موضوع بسیار بحث برانگیزی در سالهای اخیر بوده است و ما به نتایج بسیار جالبی در بخشهای مختلف تحلیلهای تجربی رسیدیم. ما اثر دما و درصد اتمی n/sn را به عنوان دو فاکتور مهم در آلایش مطالعه کردیم. می توانیم ادعا کنیم که رسیدن به رسانندگی نوع p در دمای پایین و غلظت بالاتر آلایش محتمل تر می باشد. سپس اکسید قلع بهینه شده را بر دو نوع سیلیکون تک بلور و بس بلوری لایه نشانی کردیم و اثر دمای زیرلایه را روی ولتاژ آغاز جریان، سد پتانسیل، مقاومت سری و رفتار یکسوکنندگی این نوع ساختارهای نامتجانس نانو ساختار بررسی کردیم. نتایج اندازه گیری iv نشان داد که ارتفاع سد و مقاومت سری با افزایش دمای زیرلایه در سیلیکون تک بلوری افزایش می یابد، در حالیکه در سیلیکون بس بلوری، کاهش می یابد.

لایه های نازک نانو ساختار پنتاکسید وانادیم و اکسید ایندیم به روش اسپری پایرولیزز لایه نشانی شدند. دمای زیر لایه برای فیلم های v2o5 بین 300 تا 500 و برای in2o3بین 400 تا 500 درجه سلسیوس تغییر داده شد. خواص ساختاری و مورفولوژیکی فیلم ها به وسیله ی آنالیز های xrd و semو afm مورد مطالعه قرار گرفت. حساسیت فیلم های تهیه شده با دماهای مختلف زیر لایه نسبت به بخار اتانول بررسی شد. تصاویر xrd نشان داد که فیلم های نهشته شده در کمترین دمای پایرولیز پیک های ضعیفی دارند اما با افزایش دما تا 500 درجه سلسیوس بلورینگی فیلم ها افزایش یافته است. آنالیز فرکتال یک گرایش به کاهش را نسبت به دمای پایرولیز نشان می دهد. دمای کار حسگر برای رسیدن به بهترین پاسخ حسگری بهینه شد. حساسیت به طور خطی با افزایش غلظت اتانول افزایش یافت. مشخص شد که فیلم های نهشته شده در پایین ترین دمای زیر لایه، بالاترین پاسخ حسگری را به اتانول داشته اند. تغییر مدت زمان رسوب نیز برای حسگر پنتاکسید وانادیوم مورد مطالعه قرار گرفت و نشان داد که کم بودن مدت زمان لایه نشانی عامل مناسبی برای حسگری بوده است.

اسپری پایرولیزز شیمیایی در سه دهه گذشته یکی از روش های مهم لایه نشانی لایه های نازک در گستره وسیعی از مواد بوده است. در ابتدا شرط لازم برای بدست آوردن لایه نازک با کیفیت خوب بهینه کردن شرایط آماده سازی از قبیل دمای زیرلایه، سرعت اسپری، غلظت حلال و غیره است. این پارامترها برای کنترل اندازه قطره ها و پخش آنها بر روی زیرلایه گرم حیاتی هستند. خصوصیات لایه های نازک بوسیله تنظیم یا بهینه کردن شرایط برای کاربردهای ویژه مناسب سازی می شود. لایه های اکسید قلع آلاییده شده با آنتیموان به روش اسپری پایرولیزز تهیه شده اند. لایه های لایه نشانی شده با دمای زیرلایه بهینه شده در 5000c دارای حداقل مقاومت 3.1×10 -3 ? cm می باشند. غلظت آنتیموان افزوده شده در حلال اسپری از 0 تا 10at.% متغییر، و سرعت اسپری نیز ثابت بود. کمترین مقاومت سطحی 5.38×10 +1 ? cm-2 است. میانگین شفافیت حدود 70% در ناحیه مرئی برای آلاییدگی 2at.% از آنتیموان در لایه ها بدست آمد. مطالعه xrd لایه ها ساختار بلوری چهار وجهی با میانگین اندازه بلوری حدود 24 nm را نشان می دهد. آنالیزهایی که برای بررسی ویژگیهای ساختاری، مورفولوژی، شفافیت، خصوصیات اپتیکی و مقاومت لایه ها استفاده شده عبارتند از پراش پرتو ایکس (xrd )، میکروسکوپ الکترونی روبشی( sem)، طیف سنج فرابنفش محدوده مرئی نزدیک به طول موجهای بلند( nir uv-vis-) ، اثر هال و دستگاه اندازه گیری مقاومت .

برای بررسی خواص فیزیکی لایه های نازک آلومینا به ترتیب زیر عمل نمودیم؛ از آنالیز پراش پرتو x (xrd)، آنالیز طیف سنجی فتو الکترونی پرتو (xps) x و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ftir) برای بررسی ساختاری و پیوندی این لایه ها، بهره بردیم. مورفولوژی سطح و پار امترهای زبری نیز به کمک آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) و میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) مورد بررسی قرارگرفت. جهت بررسی خواص اپتیکی نمونه ها نیز از آنالیز طیف سنجی نوری استفاده شد. نتایج نشاندهنده تاثیر قابل توجه دو پارامتر دمای زیر لایه و تغییر مولاریته، روی خواص فیزیکی لایه های آلومینا می باشد. از لایه 0.25 m به عنوان لایه بهینه برای مرحله بعدی استفاده کردیم. جفت جاذب- بازتابگر، یعنی ترکیبی از یک جاذب خوب در محدوده uv-vis-nir و بازتابگر خوب در محدوده طیفی .fir اگرچه لایه نازک آلومینا به طور ساختاری و سطحی خاصیت گزینشی قابل قبولی دارد ولی اضافه کردن فلزات واسطه، اثر اثبات شده ای در جهت افزایش ضریب جذب خورشیدی دارد. علاوه بر آنالیزهای sem و xrd ، از آنالیزهای طیف سنجی بازتابی پخشی (drs) و ftir مد انعکاسی نیز برای بررسی ضرایب جذب خورشیدی و گسیل گرمایی استفاده شد تا ضریب گزینشگری لایه های جاذب مورد ارزیابی قرار بگیرد. از آزمون شتاب داده شده زوال گرمایی، به منظور بررسی عملکرد لایه های جاذب بهینه، کمک گرفتیم و ضریب محک کارایی که از روی ضرایب جذب خورشیدی و گسیل گرمایی به دست می آید، را برای هر کدام از لایه ها محاسبه نمودیم و سپس نتایج را نیز با هم مقایسه کردیم.

در این پروژه، اثر آلایش مس بر روی خواص فیزیکی لایه های اکسید روی رشد یافته به روش افشانه پایرولیزز، تحت شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه مشخص شد که تغییر در غلظت مس به عنوان ناخالصی، پارامتر مهمی در تعیین خصوصیات فیزیکی و ساختاری لایه های zno می باشد. کمترین مقاومت ویژه به دست آمده در شرایط بهینه (ml 40 محلول 5/0 مولار با نرخ شارش گاز 22) قبل از افزایش آلایش مس با تغییرات دمای زیرلایه ?600-450، cm?? 805/0 با شفافیت 83% در ناحیه مرئی می باشد و در شرایط بهینه (ml 40 محلول با دمای زیرلایه ?600 نرخ شارش گاز 22) قبل از آلایش مس با تغییرات غلظت روی 5/0-1/0 مولار،کمترین مقاومت در حدود cm??138/0 با شفافیت 88% در ناحیه مرئی می باشد. پس از افزایش آلاینده مس در شرایط بهینه (ml 40 محلول 5/0 مولار با نرخ شارش گاز 22 با دمای زیرلایه ?600)با تغییرات غلظت ازat.% 1-0 (at.%1 و 00286/0 ، 00224/0 ، 000451/0 ، 000224/0 ، 0) مقاومتcm ?? 144/0 و شفافیت 84% در ناحیه مرئی دارد. از آنالیزهای میکروسکوپی الکترونی روبشی، برش مقطع عرضی و عنصر شناسی برای بررسی خواص لایه ها استفاده شده است.

هدف این پژوهش، تهیه و مشخصه یابی یک جاذب گزینشی حرارتی خورشیدی بر پایه لایه های نازک اکسید مس با روش اسپری پایرولیزز می باشد. در ابتدا به مطالعه لایه های نازک اکسید مس روی زیرلایه های شیشه ای می پردازیم و سعی می کنیم در یک مولاریته معین تاثیر تغییرات دمای زیرلایه را روی خواص فیزیکی این لایه ها، توسط روش های گوناگون مشخصه یابی، بررسی کنیم. از آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ftir) برای بررسی ساختاری و پیوندی این لایه ها بهره بردیم. مورفولوژی سطح نیز به کمک آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی خواص اپتیکی نمونه ها نیز از آنالیز طیف سنجی نوری استفاده شد. نتایج نشان دهنده جذب بالای لایه های اکسید مس در محدوده uv-vis-nir می باشد. در ادامه به سراغ ساختارهای جاذب حرارتی خورشیدی یعنی اکسید مس نهشته شده روی زیرلایه استیل رفتیم. یعنی ساختارهایی که یک جاذب خوب در محدوده uv-vis-nir و بازتابگر خوب در محدوده طیفی fir باشند. اکسید مس بطور ساختاری و سطحی خاصیت گزینشی قابل قبولی دارد ولی برای بهبود عملکرد جاذب به ساختار اکسید مس یک فلز واسطه نظیر نیکل را اضافه نمودیم تا ساختاری شبیه cermet (ceramic-metal) را به ما بدهد که اثر اثبات شده ای در جهت افزایش ضریب جذب خورشیدی دارد. علاوه بر آنالیز های sem و xrd ، از آنالیزهای طیف سنج بازتابی پخشی (drs) و ftir مد انعکاسی نیز برای بررسی ضرایب جذب خورشیدی و گسیل گرمایی استفاده شد تا ضریب گزینش گری لایه های جاذب مورد ارزیابی قرار گیرد.

در این پروژه هدف تولید لایه های نازک نانو ساختار sns به روش افشانه پایرولیزز است. این ترکیب به دلیل داشتن ویژگیهای نوری والکترونیکی و... در سالهای اخیر مورد توجه قرارگرفته است. در این کار با تغییر پارامترهای مختلف سعی در تولید این لایه های نازک داشتیم و با انجام آنالیز های مختلف به مشخصه یابی وبررسی کیفیت لایه های تولید شده پرداختیم و نتایج را گزارش کردیم.