نام پژوهشگر: مجید معینی
مجید معینی احمد کتابی
در این تحقیق، لایه های نازک نیمرسانای شفاف اکسیدروی آلاییده با قلع (zno:sn) و سولفیدروی (zns) به روش اسپری پایرولیزیز بر روی بسترهای شیشه ای تهیه شده است. در بخش اول تاثیر درصد ناخالصی قلع(sn) بر روی خواص ساختاری، اپتیکی، الکتریکی، ترموالکتریکی و فوتورسانشی لایه های نازک zno بررسی شد. برای ناخالص سازی از کلرید قلع (sncl2) با نسبت های مولی مختلف در محلول اولیه استفاده شد. در تهیه محلول ناخالصی، مقدار نسبت اتم ناخالصی به اتم میزبان [sn]/[ zn] در درصدهای 0%- 5%- 10%- 15%- 20%- 30% و 50% تعیین شد. نتایج حاصل از آنالیز xrd نشان داد که همه نمونه ها دارای پیک ارجح در راستای (002) بوده که نشان دهنده تشکیل ساختار ورتسایت هگزاگونال اکسید روی در لایه های zno:sn است. برای درصدهای ناخالصی10%- 15% و 20% فاز جدید snoو برای درصدهای30% و 50% ناخالصی، فاز جدید znsno3 مشاهده شد. بالاترین شفافیت اپتیکی مربوط به نمونه با 30% ناخالصی می باشد. نتایج اندازه گیری گاف اپتیکی بیانگر کاهش در مقدار گاف پس از آلایش می باشد. با استفاده از اثر هال مشاهده شد که نمونه ها نیم رسانای نوع n با چگالی حامل های اکثریت از مرتبه ی cm-31017- 16 10هستند. کمترین مقاومت الکتریکی مربوط به تراکم ناخالصی 30% است. نتایج آزمایش اثر سیبک نیز رسانش نوع p را در دماهای بالا نشان می دهد و نمونه با 10% ناخالصی بالاترین ولتاژ ترموالکتریک و بالاترین عامل توان را داراست. نتایج آزمایش فوتورسانایی نیز نشان داد که نمونه های با 30% و 50% ناخالصی، بیشترین کاهش مقاومت را در اثر نوردهی داشته اند. در بخش دوم اثر غلظت مولی ترکیبات در محلول اولیه و نسبت مولی ترکیبات([s]/[ zn] x= ) بر روی خواص ساختاری و اپتیکی لایه های نازک zns مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پراش اشعه ایکس بیانگر ساختار بس بلور از نانوبلورهای با ساختار zns در راستای ارجح (111) می باشد. لایه ها دارای شفافیت بالای 80% برای غلظت محلول کمتر از 5/0 مولار هستند. به دلیل اثر محدودیت کوانتومی، گاف اپتیکی نمونه ها بسته به ابعاد بلورکها پهن می شود.