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.

- اندازه گیری اثر هال نشان داد که ضریب هال مستقل از دما نبوده و با تغییر چگالی حامل ها که به علت تغییرات دما می باشد تغییر می کند. تغییرات در از 4/0 تا 6/0 سانتیمتر مکعب بر کولن بود و در دماهای پایین به یک مقدار ثابت میل کرد. این مقدار ثابت حدود 2/1 سانتیمتر مکعب بر کولن است. این تمایل به مقدار ثابت بیان گر این مطلب است که چگالی حامل ها به یک مقدار تقریبا ثابت میل می کند. با افزایش دما از 100 تا 250 درجه کلوین، ثابت هال به صورت غیر خطی کاهش می یابد. در محدوده دمایی 100 تا 150 درجه کلوین تغییرات ضریب هال با دما، مقدار قابل توجهی نبوده وبه نظرمی رسد در این بازه دمایی هیچ حامل اضافی تولید نمی شود. علت این امر را می توان عدم یونیده شدن ناخالصی ها که در این مورد مس است، دانست. در دماهای کمتر از 150 درجه کلوین، اتم های مس نقشی در تامین حامل ها نداشته و اکثراً به صورت غیر یونیده می باشند و حامل های موجود توسط خود نیترید مس و نه توسط ناخالصی ها تامین می شود. با افزایش دما از 150 تا 250 درجه کلوین، به خاطر افزایش بیشتر تعداد حامل های بار، ضریب هال سریعا کاهش پیدا کرده وبه مقدار 4/0 سانتیمتر مکعب بر کولن می رسد. علت این امر ورود به ناحیه یونش می باشد. ناحیه یونش ناحیه ای است که در آن ناخالصی ها شروع به یونیده شدن می کنند. از آنجایی که در ماده مورد بررسی ما تراکم ناخالصی ها زیاد است، در نتیجه انرژی فرمی در مجاورت باند رسانش قرار گرفته و انرژی یونیزاسیون ناخالصی ها بسیار کم می باشد و بنابراین ناحیه یونش در دما های پایین اتفاق می افتد که در اینجا شروع این ناحیه در دمای 150 درجه کلوین می باشد. - با کاهش دما به مقادیر پایین، مقاومت ویژه سریعا افزایش یافت و این به خاطر کاهش چگالی حامل ها می باشد. افزایش مقاومت ویژه در بازه دمایی 250 درجه کلوین تا 150 درجه کلوین، سریع می باشد که علت آن غیریونیده شدن ناخالصی ها با کاهش دما می باشد. دمای حدود 150 درجه کلوین، شروع ناحیه یونش است و در دماهای کمتر از آن تنها حامل های ذاتی نقش رسانش را بر عهده دارند. با کاهش بیشتر دما تا 100 درجه کلوین، مقاومت ویژه با شیب کمتری افزایش یافت. در کل مقاومت ویژه از اهم سانتیمتر در دمای 250 درجه کلوین به اهم سانتیمتر در دمای 100 درجه کلوین رسید. - رسانندگی در دما های پایین سریعا کاهش یافت که علت آن کاهش چگالی حامل ها می باشد. کاهش رسانندگی در بازه دمایی 250 درجه کلوین تا 150 درجه کلوین، سریع می باشد که علت آن همان طور که ذکر شد غیریونیده شدن ناخالصی ها با کاهش دما می باشد. با کاهش بیشتر دما تا 100 درجه کلوین، رسانندگی با شیب کمتری کاهش یافت. - با افزایش دما تحرک پذیری افزایش یافته و در دمای حدود 135 درجه کلوین به حد اکثر مقدار خود رسید. پس از آن با افزایش بیشتر دما، تحرک پذیری حامل ها به صورت نوسانی کاهش یافت و از دمای 200 درجه کلوین به بعد، به شدت نزول کرد. البته در حالت کلی تغییرات تحرک پذیری حامل ها زیاد نبوده و در یک بازه کوچک از تا سانتیمتر مربع بر ولت ثانیه تغییر می کند. علت کاهش تحرک پذیری در دماهای پایین، پراکندگی حامل ها توسط نا خالصی ها می باشد. در دما های پایین سطح مقطع برخورد حامل ها که در اینجا الکترون ها می باشند با اتم های ناخالصی افزایش می یابد. با توجه به نتایج حاصله، دمای 135 درجه کلوین شروع افزایش برهمکنش حامل ها با اتم های ناخالصی است. البته این افزایش برهمکنش، شدید نبوده و با شیب کم انجام می پذیرد.به علت افزایش پراکندگی حامل ها، تحرک پذیری آن ها کاهش یافته است. البته در دما های پایین، اندر کنش با فونون ها به علت کاهش تراکم آن ها کاهش می یابد و این باعث افزایش تحرک پذیری می شود ولی در حالت کلی، برآیند اندر کنش ها که از طریق رابطه ماتیسن بیان می شود، بیانگر کاهش تحرک پذیری حامل ها می باشد. با افزایش دما، نوساناتی در تحرک پذیری دیده می شود که می تواند ناشی از غالب بودن کاهش تحرک پذیری به علت افزایش سطح مقطع برخورد با اتم های ناخالصی و یا افزایش تحرک پذیری به علت کاهش اندر کنش با فونون ها، در دما های مختلف باشد. با افزایش دما و از دمای حدود 200 درجه کلوین به بعد، به خاطر افزایش تراکم و انرژی فونون ها و به تبع آن افزایش اندر کنش حامل ها با فونون ها، کاهش تحرک پذیری غالب بوده و با شیب بیشتری انجام می پذیرد. . البته این افت وخیز در تحرک پذیری می تواند به علت اثرات سایر مکانیزم های پراکندگی که در اینجا در نظر گرفته نشده است باشد. - اندازه گیری ها نشان داد که چگالی حامل ها با کاهش دما، کاهش می یابد. در دما های کمتر از 150 درجه کلوین، این کاهش چندان نیست و چگالی حامل ها به یک مقدار ثابت میل می کند که بیانگر ورود به ناحیه ذاتی است که در آن تقریبا تمامی ناخالصی ها به صورت غیر یونیده می باشند. با افزایش دما، چگالی حامل ها افزایش یافته و از حدود در دمای 100 درجه کلوین به حدود ، در دمای 250 درجه کلوین می رسد. در دماهای بالا تغییرات چگالی حامل ها زیاد بوده و با شیب زیاد افزایش می یابد که بیانگر وجود ناخالصی های زیاد است.

چکیده: نظر بر اینکه اکسید روی یک نیم رسانا با گاف باندی پهن می باشد به عنوان یک ماده ی مفید برای گسترش قطعات الکترونیکی و اپتوالکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد. اکسید روی علاوه بر کاربرد به عنوان یک رسانای شفاف و حسگر گازی، در ساخت واریستورها و سلولهای خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد. روش سل- ژل یک روش ساده، کم هزینه و جذاب برای تهیه لایه های نازک اکسید روی بوده و امکان تهیه لایه هائی با سطوح بزرگ و یکنواخت برای کاربردهای صنعتی را فراهم می کند. در این کار تجربی برای تهیه لایه های نازک اکسید روی از روش سل- ژل و غوطه وری در سلی از محلولهای زینک استات دی هیدرات، ایزوپروپانول و دی اتانول آمین به ترتیب به عنوان ماده اولیه، حلال و پایدارساز استفاده شده است. قبل از بررسی خواص فیزیکی، لایه ها تحت عملیات حرارتی قرار گرفته-اند تا کیفیت آنها بالا رود. در این پروژه، لایه های نازک اکسید روی با استفاده از روش سل- ژل و از سلی با غلظت 1.15 مول بر لیتر و با ضخامت بهینه تهیه و در دماهای به ترتیب 450 ، 550 و 600 درجه سانتیگراد بازپخت شده اند و پس از بازپخت، برخی از پارامترهای الکتریکی مانند مقاومت ویژه، رسانندگی الکتریکی، ضریب ثابت هال و گاف باندی برای نمونه هایی که در سه دمای مختلف بازپخت شده اند، اندازه گیری و نتایج باهم مقایسه شده اند. ضمناً ساختار لایه ها که در سه دمای مختلف بازپخت شده اند با استفاده از xrd و sem مورد بررسی قرار گرفته اند. منحنی طیف های عبوری حاصل از فیلم ها نشان می دهد که در ضخامت های پایین، درصد عبور بالا بوده و با افزایش ضخامت، فیلم ها کدرتر شده و درصد عبور کاهش می یابد، همچنین گاف باندی با افزایش دمای بازپخت کاهش می یابد. تحلیل های xrd نشان می دهند که ساختار فیلم های تهیه شده چند بلوری بوده و فیلم ها دارای ساختار نانوکریستال با اندازه دانه های بین 15 تا 50 نانومتر بوده و در حالت پودری اندازه دانه ها تا 90 نانومتر می رسد و با افزایش دمای بازپخت، قطر دانه ها بزرگتر شده و ساختار فیلم ها منظم تر و بلورینگی افزایش و میزان تخلخل ها کاهش می یابد. نتایج حاصل از اندازه گیری رسانندگی در دماهای مختلف با استفاده از یک زمپا نشان می دهند که با افزایش دما رسانندگی افزایش و مقاومت ویژه کاهش می یابد، زیرا zno یک نیمرسانای نوع n است که در آن تعداد حاملها با افزایش دما، افزایش پیدا می کند. نتایج حاصل از اندازه گیری ضریب ثابت هال حاکی از این است که این ضریب با افزایش دمای بازپخت کاهش پیدا می کند که به دلیل افزایش بلورینگی در ساختار فیلم هاست. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی sem بیانگر افزایش بلورینگی و نظم شبکه کریستالی اکسید روی و نیز افزایش اندازه دانه ها به دلیل افزایش دمای بازپخت 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.

ولتاژهای گذرای داخلی یا تخلیه های الکترواستاتیکی خارجی خسارت های جبران ناپذیری به سیستم های الکتریکی و الکترونیکی، که حساسیت زیادی به ولتاژهای ناخواسته ی مختلف دارند، وارد می کنند. بنابراین، باید روشی برای حفاظت از قطعات الکترونیکی در برابر این ولتاژها در نظر گرفته شود. یک روش عملی برای غلبه بر ولتاژهای ناخواسته، استفاده از نیم رساناهای هوشمند برای محافظت از چنین سیستم هایی می باشد. این مقاومت های غیرخطی متغیر که با داشتن خواص الکتریکی مناسب توانایی تشخیص و محدودسازی سریع و مکرر ولتاژهای گذرا را دارند، واریستور نامیده می شوند. در جهت نیل به هدف اصلی این پروژه، که معرفی واریستورهایی با ولتاژ آستانه پایین می باشد، ابتدا نقش کاهش ضخامت واریستورهای ترکیبی اکسید روی و سپس تأثیر جایگزینی گالیم آرسنید، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهند که اگرچه در هر دو نوع واریستور داشتن ساختار دانه ای مسئول رفتار غیر خطی آن ها است، اما ولتاژ شکست واریستورهای گالیم آرسنید- پلیمر به طور مشخص از ولتاژ شکست واریستورهای اکسید روی- پلیمر کمتر است. نتایج بدست آمده برای واریستورهای اکسید روی – پلیمر را که به روش ریزش محلول روی زیر لایه تهیه شده بودند، می توان به این صورت خلاصه نمود که با افزایش مقدار اکسید روی در ساختار واریستور، ولتاژ شکست، پسماند و جذب نمونه ها افزایش و ضریب غیر خطی، جریان نشتی و گاف انرژی نوری آن ها کاهش می یابد. در مورد واریستورهای گالیم آرسنید – پلیمر، مشخصه های واریستور به صورت تابعی از مقدار مواد اولیه، شرایط سنتز و شرایط محیط کار مطالعه شد که خلاصه نتایج بدست آمده به صورت زیر است: 1) با افزایش مقدار گالیم آرسنید در ساختار واریستور ترکیبی، ولتاژ شکست و گاف انرژی نوری نمونه ها کاهش و ضریب غیر خطی، جریان نشتی، پسماند، هدایت الکتریکی، انرژی فعال سازی الکتریکی تراز دهنده، جذب و انرژی فعال سازی نوری تراز دهنده در آن ها افزایش می-یابد. 2) با ثابت نگه داشتن مقدار گالیم آرسنید و تغییر مقدار پلی آنیلین در ساختار نمونه ها، اولین نتیجه این است که برای حصول رفتار غیر خطی، افزودن پلی آنیلین به مواد اولیه اجتناب ناپذیر است. با افزایش مقدار پلی آنیلین، ولتاژ شکست، جذب، گاف انرژی نوری و انرژی فعال سازی نوری تراز دهنده نمونه ها کاهش و ضریب غیر خطی، جریان نشتی، پسماند، هدایت الکتریکی و انرژی فعال سازی الکتریکی تراز دهنده ی آن ها افزایش می یابد. 3) گرچه بازپخت نمونه ها در یک دمای ثابت و تا یک زمان مشخص، که بستگی به مقدار مواد اولیه دارد، ولتاژ شکست را افزایش و جریان نشتی را کاهش می دهد اما، افزایش زمان بازپخت به کاهش ولتاژ شکست و افزایش جریان نشتی می انجامد. 4) افزایش دمای محیط کار واریستور، ولتاژ شکست، ضریب غیر خطی و پسماند آن را کاهش و هدایت الکتریکی و جریان نشتی را افزایش می دهد. 5) با افزایش دمای سنتز نمونه ی واریستوری، ولتاژشکست، ضریب غیر خطی، جذب و انرژی فعال سازی نوری تراز دهنده ی آن افزایش و جریان نشتی، پسماند و ارتفاع سد پتانسیل آن کاهش می یابد. افزایش دمای سنتز به دمایی بیشتر از نقطه ی ذوب پلی اتیلن رفتار غیر خطی نمونه را از بین می برد. 6) افزایش فشار ساخت بر نمونه ی واریستوری در فرآیند تهیه، ولتاژشکست، ضریب غیر خطی، پسماند، جذب و انرژی فعال سازی نوری تراز دهنده ی آن را افزایش و جریان نشتی و ارتفاع سد پتانسیل آن را کاهش می دهد. 7) اعمال ولتاژ متناوب بر واریستور، ولتاژ شکست را کاهش و جریان نشتی آن را در حدود دو برابر افزایش می دهد. 8) تأثیر افزایش فرکانس ولتاژ اعمالی بر واریستور به صورت کاهش ظرفیت الکتریکی، ثابت دی-الکتریک و راکتانس و افزایش هدایت الکتریکی آن نمود می یابد. 9) در نهایت، نگرشی بر تصاویر sem و طیف پراش پرتو ایکس نمونه های واریستوری، تحلیل رفتار آن ها را امکان پذیر می سازد.

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.

سلنید قلع (snse) یکی از نیم رساناهای iv-vi است. این نیم رساناها مدت بیش از یک دهه است که بخاطر خواص بی نظیرشان در اپتو الکترونیک مانند دیود های نور گسیل، دیود های لیزری، کلید زنهای حافظه ای و تولیدات مادون قرمز توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. برای تهیه فیلم های سلنید قلع با کیفیت بالا از روش های مختلفی مانند نهشت بخار شیمیایی، رونهشتی باریکه مولکولی، الکتروشیمیایی، تبخیر و کندوپاش استفاده می شود. روش حمام شیمیایی یکی از این روشهاست که می تواند فیلم هایی با کیفیت بالا برای کاربرد در قطعات الکترونیکی تولید نماید. در این کار تجربی، وابستگی دمایی ضریب ثابت هال ، مقاومت ویژه ، رسانندگی الکتریکی و تحرک پذیری در لایه های نازک سلنید قلع که به روش حمام شیمیایی بر روی زیر لایه های شیشه ای و مسی تهیه شده اند، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان می دهد که با افزایش دما از 100 درجه کلوین تا 400 درجه کلوین، مقاومت ویژه لایه ها، کاهش پیدا می کند. در محدوده دمایی 100 تا 120 درجه کلوین تغییرات مقاومت ویژه با افزایش دما تقریبا یکنواخت ولی از 120 درجه کلوین تا 220 درجه کلوین به خاطر افزایش بیشتر تعداد حامل های بار، با افزایش دما، مقاومت ویژه سریعاً کاهش پیدا می-کند. اما بین 220 تا 400 کلوین به علت محدود بودن تعداد اتم های ناخالصی تقریبا ثابت است. به خاطر دارا بودن طبیعت نیم رسانایی، رسانندگی لایه های سلنید قلع با افزایش دما افزایش پیدا می کند و این افزایش در محدوده دمایی 120 تا 220 درجه کلوین سریع می باشد. برای اندازه گیری تحرک پذیری حامل ها نمونه های مختلفی انتخاب شد، ولی به دلیل این که در روش حمام شیمیایی امکان تهیه ی لایه با ضخامت بالا وجود ندارد و به همین دلیل مقاومت نمونه ها بالاست، اندازه گیری ضریب هال تغییرات ناچیزی را نشان داد.

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.

نتایج بررسی ها نشان می دهد که با افزایش فلوی گاز نیتروژن، مقاومت الکتریکی و مقاومت ویژه لایه ها افزایش می یابد. این افزایش مقاومت را می توان به دو عامل نسبت داد : با افزایش فلوی گاز نیتروژن، ترکیبات aln در فیلم، افزایش می یابد با توجه به اینکه aln ماده ای با گاف انرژی بزرگ است، در حالیکه tin یک رسانای خوب است در نتیجه افزایش میزان aln در ترکیب باعث افزایش گاف انرژی ترکیب شده، که این امر باعث افزایش مقاومت الکتریکی لایه می شود و دوم اینکه با افزایش فلوی نیتروژن، اندازه دانه فیلم ها کاهش می یابد. همچنین نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش دمای زیرلایه، مقاومت الکتریکی لایه ها کاهش می یابد که این موضوع ناشی از بهبود کیفیت کریستالی فیلم ها، در دماهای بالا است. تغییر توان تخلیه الکتریکی نیز بر روی ویژگی های الکتریکی لایه ها تأثیر می گذارد. با توجه به اینکه در این پژوهش هدف آلومینیومی، به کاتد با جریان ac و هدف تیتانیومی به کاتد با جریان dc متصل می شوند، با افزایش توان تخلیه ac میزان کندوپاش اتمهای آلومینیوم افزایش یافته و باعث افزایش میزان aln در ترکیب لایه می شود و به همین ترتیب افزایش توان dc باعث افزایش کندوپاش اتم های ti می شود و در نتیجه میزان tin در ترکیب فیلم ها افزایش یافته و با توجه به اینکه tinماده ای با گاف انرژی کوچک است افزایش آن در ترکیب لایه، باعث کاهش مقاومت الکتریکی می شود.

یکی از بهترین روش¬ها برای محافظت از مدارها و قطعات الکترونیکی در برابر جریان¬های گذرا و فوق ولتاژها، استفاده از مقاومت¬های تابع ولتاژ یا واریستورها است. در اینجا هدف پروژه ساخت واریستورهای کامپوزیتی بر مبنای سیلیسیم است. ساخت واریستورهای کامپوزیتی، به روش پرس گرم و با استفاده از قالبی به قطر صورت گرفت. دما و فشار مورد نیاز برای تهیه نمونه¬ها به ترتیب حدود و انتخاب شد. برای بررسی رفتار i-v نیز از دو الکترود مسی به قطر استفاده شد. اندازه¬گیری رفتار جریان - ولتاژ نیز به روش مرسوم دو پروبی و تحت یک فشار ثابت صورت گرفت. نتایج به¬دست آمده نشان می¬دهند که پلی آنیلین مسول رفتار غیر خطی در این نمونه¬ها است که در واقع همان نقش اکسید بیسموت را در واریستورهای سرامیکی بازی می¬کند. نتایج به¬دست آمده از اندازه¬گیری¬ها نشان می¬دهند که با افزایش مقدار سیلیسیم در ترکیب، ولتاژ شکست کاهش یافته و جریان نشتی از ناحیه میکروآمپر در درصدهای پایین سیلیسیم به ناحیه میلی¬آمپر در درصدهای بالا افزایش می¬یابد. کاهش ارتفاع سد پتانسیل نیز موید این نتایج می¬باشد. افزایش مقدار سیلیسیم به¬صورت خطی با کاهش ارتفاع سد پتانسیل به¬صورت خطی همراه است. بررسی¬ها نشان می¬دهند که حضور هر دو نوع پلیمر (پلی آنیلین و پلی اتیلن) در ترکیب، برای افزایش کیفیت نمونه¬ها الزامی است. پلی آنیلین مولد رفتار غیر خطی بوده و پلی اتیلن باعث افزایش استحکام مکانیکی و کاهش جریان نشتی می¬گردد. با افزایش مقدار سیلیسیم در ترکیب، پسماند افزایش می¬یابد. این امر به همراه افزایش جریان نشتی، (یا معادل آن گرمایش ژول)، باعث کاهش طول عمر واریستور می¬گردد. مطالعات نشان می¬دهند که دما تاثیر بسیار مهمی در رفتار واریستورها دارد. افزایش زمان بازپخت نمونه¬ها یک بیشینه در ضریب غیر خطی، ارتفاع سد پتانسیل و ولتاژ شکست بوجود می¬آورد ولی در جریان نشتی یک کمینه تولید می¬کند. این ویژگی-ها یک شرایط بهینه¬ای را برای واریستور فراهم می¬کنند. محاسبات نشان می¬دهند که همانند واریستورهای سرامیکی، مدل سد دوگانه شاتکی برای توجیه ویژگی¬های فیزیکی واریستورهای کامپوزیتی نیز برقرار است که نتیجه¬ای بسیار مهم است. بررسی طیف پراش پرتو ایکس نمونه¬ها بازپخت شده در زمان¬های مختلف نشان می¬دهد که هیچ ترکیب جدیدی در ساختار بوجود نیامده است. ولی شدت پیک¬ها با زمان بازپخت، بیشینه¬ای را نشان می¬دهند که دلیلی بر افزایش بلورینگی و سپس کاهش بلورینگی است. همچنین مطالعه¬ی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) اطلاعات دقیقی را درمورد ساختار ریز و توجیه آنها فراهم می¬نماید.

امروزه، به طور گسترده برای محافظت مدارهای الکترونیکی، میکرو الکترونیکی و تجهیزات الکتریکی از مقاومت¬های غیر¬خطی بر پایه مواد کامپوزیتی استفاده می¬شود. نیم¬رساناهای کامپوزیتی خواص و کاربردهای گسترده¬ای از خود نشان می¬دهند. در بین تحقیقات گسترده صورت گرفته روی نیم¬رساناهای کامپوزیتی، سرامیک¬هایی تهیه شده بر پایه اکسیدروی وجود دارند. با تبدیل میکروالکترونیک¬ به نانوالکترونیک¬، نیاز به محدود کننده¬هایی با ولتاژ پایین بیشتر خواهد شد. اخیراً واریستورهای پلیمری کامپوزیتی جدیدی برای کاربردهای ولتاژ پایین در حال تهیه هستند. در قیاس، واریستورهای کامپوزیتی جدید ولتاژهای آستانه کمتری نسبت به واریستورهای کامپوزیتی موجود دارند. بعلاوه ضریب غیر¬خطی آن¬ها نیز بالاست. بزرگترین مزیت کامپوزیت¬ها، پایداری و سختی آن¬ها در برابر سبکیشان است. کامپوزیت¬ها مقاومت مکانیکی بالایی در برابر گرما و خوردگی دارند و همینطور انعطاف پذیر هستند. از زمان کشف آن¬ها، پلیمرها تنها به عنوان عایق در نظر گرفته می¬شدند؛ با وجود این، اخیراً امکان تولید پلیمرهای رسانا با رسانندگی بالاتری نسبت به مس وجود دارد. معمولاً ساختار پیچیده آن¬ها باعث عملکرد پلیمرهای رسانا به عنوان نیم¬رساناها می¬شود. واریستورهای اکسیدروی قطعات الکترونیکی هستند که عمل اولیه آن¬ها دریافت و محدود کردن مکرر ولتاژهای سورج گذرا بدون تخریب است. آن¬ها ویژگی¬های "جریان-ولتاژ" غیر¬خطی بالایی شبیه به دیود زنر دارند. در این کار تجربی، واریستورهای کامپوزیتی از درصدهای مختلفی از اکسیدروی و پلیمر به شکل دیسکهای دایروی به قطر 10 میلی¬متر ساخته شدند. در هر ترکیب، پودرها در نسبت¬های مناسب مخلوط شده و به صورت دیسک¬هایی پرس شدند. برای بررسی مشخصه i-v، نمونه¬ها در یک مدار قرار داده شدند و با اعمال ولتاژهای مختلف، جریان عبوری از نمونه¬ها اندازه¬گیری شد. نتایج بدست آمده برای واریستورهای اکسیدروی-پلیمر که توسط روش پرس تهیه شده¬اند را می¬توان به صورت زیر خلاصه کرد: با افزایش مقدار اکسیدروی در ساختار واریستورها، ولتاژ شکست، پسماند و جذب افزایش می¬یابد؛ در حالیکه ضریب غیر¬خطی، جریان نشتی و گاف انرژی نوری آن¬ها کاهش می¬یابد. با افزایش مقدار پلیمر در ساختار واریستورها، ولتاژ شکست، پسماند و ضریب غیر¬خطی کاهش و جریان نشتی افزایش می¬یابد.

آلومینیوم نیترید ( aln )، یکی از جالب توجه ترین نیمه هادی های ترکیبی (iii-v ) با ساختار وورتزیت شش گوشی می باشد، دردهه گذشته با توجه به این واقعیت که این ماده خواص فیزیکی شگفت انگیز گوناگونی مثل گاف انرژی مستقیم (ev 6.2)، نقطه ذوب بالا (k 3273)، هدایت حرارتی بالا (w/mk 285) و ثابت دی الکتریک بسیار بالا (8.5) از خود نشان داده، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. همچنین آلومینیوم نیترید با توجه به خواص صوتی عالی اش با سرعت صوتی بالا (m / s 6000)، ثبات دمایی بالا و سازگاری با فن آوری های تولید سیلیکون معمولی، یک ماده نوید بخش با خاصیت پیزوالکتریکی برای کاربرد در دستگاه های الکتروآکوستیکی مانند موج آکوستیک سطحی (saw)، موج آکوستیکی کپه ای (baw) و سیستم های میکروالکترومکانیکی (mems) است. برای تهیه فیلم های alnروی زیرلایه های مختلف، روش های مختلفی، ازجمله روش رونشانی با استفاده از باریکه مولکولی (mbe)، انباشت بخار شیمیایی cvd))، نهشت لیزر پالسی (pld) و کندوپاش مگنترونی واکنشی(rms)، مورد استفاده قرار می گیرد. در این کار تجربی، فیلم های نازک نانو ساختار آلومینیوم نیترید با استفاده از روش کندوپاش مگنترونی واکنشی برروی زیرلایه هایی از جنس کوارتز تحت شرایط نهشت مختلف مثل تغییر دمای زیرلایه و شار گاز نیتروژن تهیه شده و تاثیر این پارامترها روی خواص الکتریکی نمونه ها بررسی شد. پارامترهایی مثل مقاومت ویژه، رسانندگی الکتریکی و گاف الکتریکی(انرژی فعال سازی) محاسبه گردید. نتایج بررسی ها نشان می دهد که با افزایش شار گاز نیتروژن، مقاومت الکتریکی و مقاومت ویژه لایه ها افزایش می یابد. این افزایش مقاومت می تواند به دلیل کاهش در اندازه ذرات لایه ها باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که با افزایش دمای زیرلایه، مقاومت ویژه نمونه ها به دلیل نیتریده شدن فیلم ها افزایش می یابد. سرانجام، میزان انرژی فعال سازی نمونه ها از دمای اتاق تا 250 درجه سانتی گراد اندازه گیری شد.

لایه¬ی نازک لایه¬ای از مواد است که ضخامت آن در گستره¬ی کسری ازیک نانومتر تا چند میکرومتر باشد و در¬واقع لایه¬های اتمی به دقت طراحی شده¬ای از انواع مواد اعم ازفلزات ، عایق¬ها و نیمرساناها هستند. نیترید آلومینیوم یکی ازمورد علاقه¬مند ترین نیمرساناهای ترکیبی گروه¬هایiii–v باداشتن ساختار تنگ پکیده ی شش گوشی وورتزیت توجه زیاد پژوهش¬گران را به خود جلب کرده است. روش¬های نهشت مختلفی برای تهیه یaln توسط پژوهش¬گران به کار رفته است همانند انباشت فاز بخار، نهشت به وسیله ی باریکه ی مولکولی( mbe) ، نهشت با لیزر پالسی وکندوپاش مگنترونی واکنشی. روش کندو پاش مگنترونی واکنشی از متداول¬ترین روش¬های به کارگیری نهشت بخار فیزیکی برای تهیه ی aln است، زیرا می¬توان aln با ارجح ترین جهت گیری را به دست آورد. در میان تکنیک¬های کندوپاش،کندوپاش مگنترونیdc تکنیکی صنعتی تر محسوب می¬شود، زیرا این روش برای رشد فیلم ها بر روی سطوح بزرگ زیرلایه با نرخ¬های نهشت بالا ودمای پایین زیرلایه وکنترل ¬ترکیب شیمیایی فیلم¬ها مناسب می باشد. در این تحقیق فیلم¬های نازکی از aln ازطریق سیستم کندوپاش مگنترونی واکنشی تحت تغییرات شرایط نهشت تهیه واثر تغییرات این پارامترها بر روی ویژگی های ساختاری لایه ها با استفاده از پراش پرتو ایکس xrd ) ) ودر صورت امکان میکروسکوپ الکترونی روبشی( sem ) بررسی خواهد شد.

یکی از بهترین روش ها برای محافظت از مدارها و قطعات الکترونیکی در برابر جریان های گذرا و فوق ولتاژها، استفاده از مقاومت های تابع ولتاژ یا واریستورها است. در اینجا هدف پروژه ساخت واریستورهای کامپوزیتی بر مبنای اکسیدروی است. ساخت واریستورهای کامپوزیتی، به روش پرس گرم و با استفاده از قالبی به قطر 10 میلی متر صورت گرفت. برای بررسی رفتار "جریان – ولتاژ" نیز از دو الکترود مسی به قطر 6 میلی متر استفاده شد. اندازه گیری رفتار "جریان - ولتاژ" نیز به روش مرسوم دو پروبی و تحت یک فشار ثابت صورت گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهند که پلی پیرول مسئول رفتار غیرخطی در این نمونه ها است که در واقع همان نقش اکسید بیسموت را در واریستورهای سرامیکی بازی می کند. نتایج به دست آمده از اندازه گیری ها به طور خلاصه به شرح زیز می باشند: تغییرفشار سنتز با افزایش فشار سنتز از 20 مگاپاسکال به 80 مگاپاسکال در نمونه ها ولتاژ شکت از 440 ولت به 320 ولت کاهش یافته و ضریب غیرخطی از 63/4 به 75/6 افزایش یافته است. با افزایش فشار سنتز در نمونه ها، پسماند افزایش می یابد. این امر به همراه افزایش جریان نشتی، (یا معادل آن گرمایش ژول)، باعث کاهش طول عمر واریستور می گردد. نتایج به دست آمده از تصاویر sem بیانگر ای موضوع هست که با افزایش فشار سنتز فاصله بین دانه ای کاهش یافته است. بررسی طیف پراش ایکس نمونه ها نشان می دهد که افزایش فشار سنتز تاثیری در ساختار مواد نداشته است یعنی در طول فرایند تغییر فشار هیچ ترکیب شیمیایی جدیدی به وجود نیامده است. تغییر دمای سنتز مطالعات نشان می دهند که دما تاثیر بسیار مهمی در رفتار واریستورها دارد. افزایش دمای سنتز از 70 درجه سانتیگراد به 130 درجه سانتیگراد منجر به کاهش ولتاژ شکست از 500 ولت به 300 ولت می شود. هم چنین مقدار ضریب غیرخطی از 51/2 به 6 افزایش یافته است. همچنین با افزایش دمای سنتز، پسماند افزایش یافته و طول عمر واریستور کاهش می یابد. نتایج به دست آمده از تصاویر sem بیانگر ای موضوع هست که با افزایش دمای سنتز فاصله بین دانه ای کاهش یافته است. بررسی طیف پراش ایکس نمونه ها نشان می دهد که افزایش دمای سنتز تاثیری در ساختار مواد نداشته است یعنی در طول فرایند تغییردما هیچ ترکیب شیمیایی جدیدی به وجود نیامده است.

واریستورهای اکسید روی به طور گسترده ای برای محافظت مدارهای الکترونیکی، تجهیزات پزشکی و لوازم الکتریکی در مقابل افزایش غیر طبیعی موج ولتاژ استفاده می شوند. تا زمانی که ولتاژ اعمالی به اندازه کافی از «ولتاژ شکست» واریستور کوچک باشد، واریستور به صورت یک قطعه نارسانا در مدار عمل می-کند. با توجه به رفتار غیرخطی نمونه ها می توان فرض کرد رسانندگی الکتریکی و هم چنین پارامترهای مهم دیگر، مانند ضریب رفتار غیر خطی و ولتاژ اعمال شده، به وسیله مرزهای دانه های اکسیدروی تعیین می شوند. به این ترتیب که متوسط اندازه دانه ها به طور قابل ملاحظه ای با افزایش دمای پخت افزایش می یابد. با توجه به وابستگی رفتار و خواص الکتروفیزیکی واریستورها به دمای آماده سازی اولیه اکسیدروی، هدف این پژوهش تهیه واریستورهای کامپوزیتی اکسید روی – پلی پیرول در شرایطی است که خود اکسید روی قبل از مخلوط شدن با مواد دیگر در دماهای مختلف حرارت داده شده و سپس رفتار الکتروفیزیکی واریستورهای تهیه شده بررسی خواهد شد. جهت بررسی رفتار الکتروفیزیکی، نمونه هایی به قطر mm 10 به وسیله پرس گرم در دمای 130 درجه سانتی گراد و فشار60 مگاپاسکال تهیه گردید. به منظور بررسی مشخصه (جریان- ولتاژ) نمونه های تهیه شده، پس از الکترود گذاری و با اعمال ولتاژ مستقیم جریان عبوری از آن ها اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده از اندازه گیری ها را می توان به صورت زیر خلاصه کرد: افزایش دمای پخت اولیه اکسیدروی، افزایش ولتاژشکست و مساحت منحنی پسماند و نیز کاهش جریان نشتی و طول عمر واریستور را در پی دارد. هم چنین ضریب غیرخطی ? دارای یک مقدار بیشینه در دمای پخت 700 درجه سانتی گراد می باشد. به این ترتیب می توان این دما را به عنوان دمای پخت بهینه اکسیدروی مطرح کرد. از سوی دیگر با افزایش زمان پخت اولیه اکسیدروی در دمای ثابت 700 درجه سانتی گراد، تغییرات مقداری ولتاژ شکست و جریان نشتی یکنواخت نبوده و مقادیر ولتاژ شکست و ضریب غیرخطی تا 3 ساعت کاهش و سپس افزایش می یابد و در مقابل جریان نشتی رفتاری عکس از خود نشان می دهد. تمامی نتایج با استفاده از تصاویر sem تحلیل و بررسی شده اند.

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.