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.

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.

توسعه ی فن آوری خصوصاً در 25 سال گذشته عاملی شد تا لایه نشانی به روش کندوپاش پلاسمایی در زمینه های متنوع علمی، تحقیقاتی و صنعتی توسعه یابد. هدف ازانجام این پروژه، تعیین پارامترهای پلاسمایی دستگاه کندوپاش مکا 2000 است که لایه نشانی ها براساس این پارامترها انجام می یابد. پلاسمای مورد مطالعه، پلاسمای آرگون و منبع تغذیه، مگنترون dc است. در ابتدا پروب و فلنجه ی مناسب طراحی شده و روی دستگاه نصب می شوند. پروب در فواصل مختلف از کاتد قرار داده شده ودر هر فاصله با تغییر فشار، منحنی مشخصه ی i – v بررسی می شود تا پارامترهای پلاسمایی از قبیل پتانسیل پلاسمایی، جریان پلاسمایی، دما ، سرعت و چگالی الکترونی محاسبه شود. با اندازه گیری میدان مغناطیسی توسط تسلا سنج تأثیر آن برپارامترهای پلاسمایی را می توان مشاهده کرد. برای بهینه سازی داده ها و محاسبات پارامترها، نیاز به یک سری کدنویسی بود که در محیط های mat lab و mathematica انجام گرفت. با رسم منحنی مشخصه ی جریان – ولتاژ و تحلیل آن، می توان به نتایج زیر دست یافت: با افزایش فشار، دمای الکترونی کاهش می یابد. چگالی الکترونی نیزبا افزایش فشاردر ابتدا افزایش می یابد اما از یک فشار معین به بعد، برخوردها وترکیب مجدد الکترون – یون افزایش یافته لذا چگالی الکترونی کاهش می یابد. وجود میدان مغناطیسی نیز منجربه ایجاد باریکه در پلاسما می شود.

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.

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.

چکیده ندارد.

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.

نیمرسانای ‏‎inas‎‏ از نیمرساناهای ترکیبی گروه ‏‎iii-v‎‏ است، که دارای گاف انرژی کوچکی نسبت به نیمرساناهای دیگر(بجز ‏‎insb‎‏) می باشد. از این ترکیب می توان در ساخت آشکارسازهای مادون قرمز، لیزرهای نیمرسانا و همچنین بعنوان ژنراتور هال برای اندازه گیری شدت مغناطیسی استفاده نمود. پیوند بین اتمهای این ترکیب از نوع یونی و کووالانسی است و از ‏‎sb‎‏ بعنوان ناخالصی دهنده در آن استفاده شده تا ترکیب مورد نظر (نوع ‏‎n‎‏) حاصل شود. پس از برش تک بلور ‏‎inas‎‏ به قطعات کوچکتر و سایش و صیقل زنی آنها، نمونه های با ابعاد معین آماده شدند. برخی از خواص الکتریکی نمونه ها از قبیل رسانندگی ، ضریب هال ، تحرک پذیری حاملهای بار و نوع مکانیسمهای پراکندگی در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.

در این کار پژوهشی تحرک پذیری گاز الکترونی دو بعدی (‏‎2deg‎‏) در ساختارهای نامتجانس ‏‎algan/gan‎‏ در حضور اثرات قطبشی خودبخود و پیزوالکتریکی محاسبه شده است. محاسبات با استفاده از حل تحلیلی معادلات شرودینگر و پواسون صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد علی رغم اینکه میدانهای قطبشی بطور قابل توجهی تراکم بار ورقه دو بعدی را افزایش می دهند. تحرک پذیری کاهش می یابد. با افزایش خمیدگی باندی و به دنبال آن جذب الکترونها ب نزدیکی مرز مشترک پراکندگی ناهمواری در سطح افزایش و تحرک پذیری کاهش می یابد. برای محاسبه تحرک پذیری اکثر مکانیزمهای پراکندگی استاندارد به انضمام پراکندگی ناشی از فونونهای اپتیکی و اکوستیکی و ناهمواری مرز مشترک ، پراکندگی آلیاژی و دهنده های یونیده و ...نیز در نظر گرفته شده است. کاهش تحرک پذیری الکترونی نسبت به افزایش درصد مولی ‏‎al‎‏ و نیز تغییرات چگالی بار ورقه و انرژی فرمی نسبت به افزایش درصد مولی ‏‎al‎‏ بررسی شده است. همچنین تغییرات تحرک پذیری به ازای ضخامت های گوناگونی از سد و نیز به ازای مقادیر مختلف در صد ‏‎al‎‏ در سد و در دماهای خاص نیز مورد بحث قرار گرفته است.

نیمرسانای از نیمرساناهای گروه دارای کوچکترین گاف انرژی نسبت به نیمرساناهای دیگر می باشد. از این ترکیب می توان در سخت آشکار سازهای ، مادون قرمز در محدوده طول موجی 10 - 5 میکرون وهمچنین به عنوان گوس متر برای اندازه گیری شدت میدان مغناطیسی استفاده نمود. با توجه به کوچکی گاف انرژی یک برهمکنش قوی بین حالتهای باند هدایت و حالتهای باند ظرفیت ایجاد می شود که نتیجه آن غیر سهمی بودن باند های انرژی است. پس از برش تک بلور‏‎insb‎‏ از نوع ‏‎n‎‏ به قطعات کوچکتر و سایش و صیقل زنی آنها ، نمونه هایی با ابعاد معین آماده شدند. برخی از خواص الکتریکی نمونه ها از قبیل رسانندگی الکتریکی ، مقاومت مخصوص ، ضریب هال ، مقاومت مغناطیسی و تحرک حاملهای بار ( الکترون ها) در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت.

لایه های نازک مواد آمورف ( بی شکل) که بین دو الکترود فلزی ساندویچ شده اند، هنگامی که تحت یک میدان الکتریکی قوی قرار می گیرند، خواص الکتریکی جالبی از جمله : کاهش چندین مرتبه مقداری مقاومت در مشخصه جریان - ولتاژ نمونه، ناحیه مقاومت منفی ، گسیل الکترون به خلا ، الکترولومی نسانس و خاصیت کلیدزنی حافظه ای از خود نشان می دهند. اخیرا علاقه زیادی به خواص الکترونی کاتدهای سرد به صورت ساختارهای فلز- عایق - فلز، به خاطر کاربردهای صنعتی فراوان آنها از جمله : گیجهای مورد استفاده در سیستمهای خلا جهت اندازه گیری فشار، صفحات تلویزیون و سیستمهای تصویری مورد استفاده در زمینه طب و غیره معطوف شده است ، از این نقطه نظر، مطالعه طول میرایی الکترونها در الکترود بالایی و عایق بین دو الکترود فلزی حایز اهمیت بوده ونیاز به مطالعه دقیقی دارد.هنگامی که یک ناحیه مقاومت منفی در مشخصه جریان - ولتاژ ساختار ساندویچی ‏‎mim‎‏ ظاهر می شود، گسیل الکترون به خلا می تواند برای پتانسیلهای اعمالی حتی کوچکتر از تابع کار الکترود بالایی اتفاق بیفتد. علت این امر می تواند این باشد که الکترونهای تزریق شده به عایق از طریق الکترود پائینی می توانند با دریافت انرژی اضافی از میدان الکتریکی اعمالی بین دو الکترود از لایه عایق عبور نموده و با غالب آمدن بر تابع کار فلز بالایی از آن به خلا گسیل شوند.

دراین پایان نامه خواص ترابردی نیمرسانای ‏‎gaas‎‏ از نوع ‏‎p‎‏ مورد مطالعه قرار گرفته است. نمونه های تحت بررسی که شامل سه نمونه نیمرسانایی ‏‎gaas‎‏ هستند به ترتیب با عناصر ‏‎cr‎‏، ‏‎fe‎‏ و ‏‎co‎‏ آلاییده شده اند. این ناخالصی ها ناهمگنی زیادی را در شبکه ‏‎gaas‎‏ به وجود می آورند و از این لحاظ مکانیزم پراکندگی خاصی را برای حاملین بار در ‏‎gaas‎‏ ایجاد می کنند. در این کار تجربی رسانندگی الکتریکی، مقاومت ویژه، ضریب هال، چگالی حامل و تحرک پذیری حاملین در گستره دمایی ‏‎(100-400)‎‏ درجه کلوین برای هر سه نمونه مذکور مورد بررسی قرار گرفته است.

‏‎hg1-x-cdxte‎‏ یک نیمرسانای آلیاژی دارای کوچکترین گاف انرژی در مقایسه با نیمرساناهای دیگر است. این ترکیب بطور گسترده برای آشکارسازی تابش مادون قرمز در ناحیه طول موجی 1-30 میکرومتر مورد استفاده قرار می گیرد. مشکل اساسی در کاربرد این ماده ‏‎hg1-xcdte‎‏ در آشکارسازهای مادون قرمز ، نیاز به خنک سازی برای حصول کارایی بالا می باشد. برای اجتناب از لزوم خنک سازی ، روشهای مختلفی از جمله روش بهینه سازی پیشنهاد شده است. با استفاده از این روش ، پارامترهای اساسی یک آشکارساز را می توان بصورت تابعی از ترکیب آلیاژی، ضخامت و آلایش بهینه سازی کرد.