عنوان

سنتز و بررسی ویژگی‌های ساختاری لایه‌های نازک نانوساختار اکسید روی آلایش یافته با اتم های آلومینیوم به صورت تابعی از دما و بازه زمانی سنتز

‭۱۷۷۸۵پ‬

per

سنتز و بررسی ویژگی‌های ساختاری لایه‌های نازک نانوساختار اکسید روی آلایش یافته با اتم های آلومینیوم به صورت تابعی از دما و بازه زمانی سنتز

/صابر قربانپور

: فیزیک

، ‮‭۱۳۹۶‬

، افشاری

چاپی

The thin film Al: ZnO, which is grown with quartz substrate at different temperatures with sputtering system, has many uses, such as solar cells. Zinc oxide is a semiconductor material capable of absorbing sun energy. In the photovoltaic process, light particles penetrate into the cells and generate an electric current by releasing the electron from the atoms of the semiconductor material. Electricity is generated as long as the light is flowing into the cell. These cells do not end their electrons like batteries, but they are converters that convert one kind of energy (solar) to another (current of electrons). Such applications are influenced by many factors, such as substrate temperature and annealing. Annealing temperature and synthesis time affects the structural characteristics of the grown layer. Also, the XRD spectra and SEM images of these layers are justifiable because the carrier density is affected by the crystallinity of these layers. Thin zinc oxide layers can also be used in piezoelectric components, gas sensors and surface acoustic wave devices. In this study, in addition to studying the structural properties of the thin films of Al: ZnO and its comparison with the pure thin layer of temperature and optimum opening time for which the highest purity of nanoparticles AZO was obtained. The thin layer of ZnO with 90. Zn-10

کارشناسی ارشد

فیزیک گرایش نانو

‮‭۱۳۹۶/۰۶/۲۰‬

تبریز

فیلم نازک ‮‭Al:ZnO‬ که با زیرلایه کوارتز در دماهای مختلف با سیستم کند وپاش رشد داده میشود دارای کاربرد های زیادی از قبیل سلول های خورشیدی می باشد.اکسید روی یک ماده نیمه هادی است که قابلیت جذب انرژی خورشید را دارد .در فرآیند فتوولتائیک، ذرات نور به داخل سلول‌ها نفوذ کرده و با آزاد کردن الکترون از اتم‌های ماده‌ی نیمه هادی، جریان الکتریکی تولید می کنند .تا زمانی که تابش نور به داخل سلول جریان داشته باشد، الکتریسیته تولید می شود .این سلول‌ها الکترون‌های خود را مانند باتری‌ها تمام نمی کنند، بلکه آنها مبدل‌هایی هستند که یک نوع انرژی) خورشیدی (را به نوعی دیگر) جریان الکترون‌ها (تبدیل میکنند .این قبیل کاربرد ها تحت تأثیرعوامل زیادی مانند دمای زیر لایه ودمای بازپخت می باشد .دمای بازپخت وبازه زمانی سنتز بر ویژگی های ساختاری لایه رشد داده شده تأثیر می گذارد .هم‌صچنین از طیف‌صهای ‮‭XRD‬ و تصاویر ‮‭SEM‬ این لایه‌صها این مساله قابل توجیه است زیرا چگالی حامل‌صها تحت تاثیر بلورینگی این لایه‌صها قرار می‌صگیرد .هم‌صچنین لایه‌صهای نازک اکسید روی می‌صتوانند در قطعات پیزوالکتریک، حسگرهای گازی و ابزارهای موج آکوستیکی سطحی ‮‭(SAW)‬ کاربرد داشته باشند .در این تحقیق علاوه بر بررسی ویژگی های ساختاری لایه های نازک ‮‭Al:ZnO‬ ومقایسه آن با لایه نازک خالص دما و زمان بازپخت بهینه را که به ازای آن بیشترین خلوص نانو ذرات ‮‭AZO‬ بدست می آید مورد بررسی قرار گرفت .لایه‌صهای نازک اکسید روی آلاییده با آلومینیوم بادرصد آلایش ‮‭۹۰‬روی- ‮‭۱۰‬آلومینیوم به روش کندوپاش مگنترونی روی زیر لایه کوارتز تهیه گردیدند .درنهایت اکسید روی آلاییده با آلومینیوم، از حرارت دادن لایه نازک تهیه شده در هوا تولید شد .با بررسی تصاویر مربوط به میکروسکوپ الکترونی روبشی ملاحظه می گردد که لایه بازپخت شده در دمای ‮‭oc۷۰۰‬ کوچکترین اندازه نانو ذرات را دارا می باشند.همچنین با بررسی طیف‮‭vis - uv‬مربوط به لایه ها مشخص شد که با افزایش دمای بازپخت گاف نواری لایه ها افزایش می یابد از طرفی با افزودن ناخالصی نیز گاف نواری لایه ها افزایشی را نشان می دهند .با افزایش دما و زمان باز پخت ملاحظه می گردد که مقاومت افزایش می یابد، این امر با بررسی طیف ‮‭XRD‬ مربوط به لایه ها قابل توجیه است زیرا با افزایش دما و زمان باز پخت، لایه ها هر چه بیشتر اکسید می شوند که این امر موجب افزایش مقاومت می گردد.

The thin film Al: ZnO, which is grown with quartz substrate at different temperatures with sputtering system, has many uses, such as solar cells. Zinc oxide is a semiconductor material capable of absorbing sun energy. In the photovoltaic process, light particles penetrate into the cells and generate an electric current by releasing the electron from the atoms of the semiconductor material. Electricity is generated as long as the light is flowing into the cell. These cells do not end their electrons like batteries, but they are converters that convert one kind of energy (solar) to another (current of electrons). Such applications are influenced by many factors, such as substrate temperature and annealing. Annealing temperature and synthesis time affects the structural characteristics of the grown layer. Also, the XRD spectra and SEM images of these layers are justifiable because the carrier density is affected by the crystallinity of these layers. Thin zinc oxide layers can also be used in piezoelectric components, gas sensors and surface acoustic wave devices. In this study, in addition to studying the structural properties of the thin films of Al: ZnO and its comparison with the pure thin layer of temperature and optimum opening time for which the highest purity of nanoparticles AZO was obtained. The thin layer of ZnO with 90 Zn-10 Al alloy was prepared by magnetron sputtering on a quartz substrate. Ultimately, aluminum oxide was produced by heating the thin film produced in the air. By looking at the images of the scanning electron microscope, it is observed that the annealed layer has the smallest size of nanoparticles at about 700 oc. Also, by studying the uv-vis spectrum of the layers, it was found that with the increase in the temperature, the gap of the strips of the layers increases, on the other hand, with the increase of impurity, the band gap of the layers is increasing. As the temperature and Annealing time increase, it is observed that the resistance increases. This can be explained by examining the layers XRD spectra. Because resistance increases with increasing temperature and time of annealing

قربانپور، صابر

نقش آرا، حمید، استاد راهنما

محمدی عارف، ساجده، استاد راهنما

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی