بررسی اثر ضخامت لایه‌های نازک ZnO تهیه شده به روش اسپری بر روند رشد و خواص ساختاری و اپتیکی آن

نویسندگان

دانشگاه الزهرا

چکیده

    در این پژوهش، لایه های نازک اکسید روی با ضخامت های متفاوت بین 46 تا 317 نانومتر بر روی زیرلایه شیشه به روش اسپری لایه نشانی شده اند. موفولوژی و میزان زبری سطح لایه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM ) و میکروسکوپ نیروی اتمی ( AFM ) اندازه‌گیری شده اند. تصاویر AFM و SEM لایه‌ها نشان می‌دهند که در روند رشد و زبری لایه‌ها با افزایش ضخامت، دو حالت متفاوت رشد مشاهده می شود. نخست با افزایش ضخامت، زبری کاهش یافته و یک حالت رشد افقی که در آن زیرلایه در روند رشد نقش بیش‌تری را از خود بروز داده، و با افزایش بیشتر ضخامت، تغییری به حالت رشد عمودی می شود که زبری مجدداً افزایش می‌یابد و نشانگر نقش خود لایه در روند رشد می‌ باشد. خواص اپتیکی لایه‌ها از جمله ضریب عبور T ، گاف انرژی Eg و ضریب شکست که به صورت تابعی از ضخامت ، مورد آنالیز قرار گرفتند. آنالیز داده های اپتیکی نشان می دهند که با افزایش ضخامت لایه‌ها گاف انرژی و طیف عبوری کاهش می‌یابد و میانگین طیف عبوری در محدوده ی طول موج های مرئی بالاتر از %80 می باشد. نتایج ما نشان می دهد که با کنترل زمان لایه نشانی و بقیه پارامترها می‌توانیم نحوه رشد لایه وزبری سطح را برای مقاصد تجربی کنترل کنیم.  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of thickness of thin layer of ZnO produced by spray method on growth process and its structural and optical properties

نویسندگان [English]

  • Emameh Taheri
  • Abdollah Mortezaali
[1]     N. Nithya and S. R. Radhakrishnan; “Effect of Thickness on the Properties ZnO Thin Films”; Advances in Applied Science Research 3, No. 6 (2012) 4041-4047.

[2]   T. P. Rao and M. C. Santhoshkumar; ” Effect of thickness on structural, optical and electrical properties of nanostructured ZnO thin films”; Applied Surface Science 255 (2009) 4579–4584.

[3]  B. Z. Dong, G. J. Fang, J. F. Wang, W. J. Guan, and X. Z. Zhao; ” Effect of thickness on structural, electrical, and optical properties of ZnO:Al films”; Journal of Applied Physics 101 (2007) 033713.

[4]   L. Xu, X. Li, Y. Chen, and F. Xu; “Structural and optical properties of ZnO thin films with different thickness”; Applied Surface Science 257 (2011) 4031–403.

[5]   G. A. Kumar, M. V. R. Reddy, and K. N. Reddy; ” Structural, Optical and Electrical Characteristics of Nanostructured ZnO Thin Films with various Thicknesses”; Res. J. Physical Sci. 1, No. 6 (2013) 17-23.

[6]   R. S. Reddy, A. Sreedhar, A. S. Reddy, and S. Uthanna; “Effect of film thickness on the structural morphological and optical properties of nanocrystalline ZnO films”; Adv. Mat. Lett. 3, No. 3 (2012) 239-245.

[7]   F. Chowdhury, S. M. F. Hasan, and M. S. Alam; “Morphological and optical properties of vacuum evaporated ZnO thin films”; Turk J. Phys. 36 (2012) 1 – 7.

[8]     M. Sharma and R. M. Mehra; “Effect of thickness on structural, electrical, optical and magnetic properties of Co and Al doped ZnO films”; Applied Surface Science 255 (2008) 2527–2532.

[9]    M. F. A. Alias, R. M. Aljarrah, H. KH. Al-Lamyand, and K. A. W. Adem; “Investigation the Effect of Thickness on the Structural and Optical Properties of Nano ZnO Films”; International Journal of Application or Innovation in Engineering & Management (IJAIEM) 2, No. 7 (2013) 198- 203.

[10]   G. X. Liang, P. Fan, and X. M. Cai; “The Influence of Film Thickness on the Transparency and Conductivity of Al-Doped ZnO Thin Films Fabricated”; Journal of Electronic Materials 40, No. 3 (2011) 267-273.

[11]   K. Kim, P. Ch. Debnath,” Effects of silver impurity on the structural, electrical, and optical properties of ZnO nanowires “, Nanoscale. Res. Lett. 6 (2011) 1-8.

[12]   X. Hao, J. Ma, D. Zhang, and T. Yang; Applied Surface Science 183 (2001) 137-142.

[13]   A. Jain, P. Sagar, and R. M. Mehra; “Changes of structural, optical and electrical properties ZnO films with their thickness”; Materials Science- Poland 25, No. 1 (2007) 233-242.