مطالعه پارامتری خواص تشعشعی ساختارهای چند لایه ای بسیار نازک
چکیده
پوشش با لایه های نازک نقش بسیار مهمی در صنایع نیم رسانا ها و تجهیزات میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک دارد. اطلاع از خواص تشعشعی ساختار های چند لایه ای شامل سیلیکون و مواد مرتبط مانند دی اکسید سیلیکون, نیترید سیلیکون و طلا با پارامترهای متفاوت, جهت کاربردهای سیستمهای کوچک ضروری است. این پروژه اثر پارامترهای گوناگون بر روی خواص تشعشعی ساختارهای چند لایه ای نانو مقیاس را شرح می دهد. از هر دو سیلیکون آلاییده کم و آلاییده استفاده شد, همچنین هر دو روش همدوس و غیر همدوس اعمال شد. بیانهای تجربی برای ثابت های نوری سیلیکون آلاییده کم مورد استفاده قرار گرفت. همچنین از مدل درود برای ثابت های نوری سیلیکون آلاییده استفاده شد. فسفر به عنوان یون دهنده و بورن به عنوان یون گیرنده عمل می کند. در این پروژه سیلیکون آلاییده با یونهای دهنده و گیرنده با غلظت های متفاوت مورد مطالعه قرار گرفت و لایه های پوشش در دماهای مختلف مقایسه شدند. نتایج نشان داد که پوشش دی اکسید سیلیکون و نیترید سیلیکون, مانند یک ضد بازتاب عمل می کند و این پوشش ها منجر به کاهش ضریب بازتاب نسبت به زیر لایه سیلیکون می گردند. اگر ضخامت پوشش غیر فلزی افزایش یابد, ضریب بازتاب کاهش و ضریب عبور افزایش می یابد. پوشش لایه نازک طلا منجر به افزایش ضریب بازتاب نسبت به زیر لایه سیلیکون می شود. ضریب بازتاب ساختار چند لایه ای پوشیده شده با طلا با افزایش ضخامت افزایش می یابد. با توجه به نیاز سیستمهای فضایی، به ضریب صدور بیشینه جهت کنترل دما و کارایی بالاتر و مناسبتر، می توان با افزایش تعداد لایه های پوشش داده شده، به این مهم دست یافت. تغییرات خواص تشعشعی تابع پیچیده ای از طول موج می باشد که با افزایش تعداد لایه ها بر اثر پدیده تداخل امواج این پیچیدگی و وابستگی به طول موج بیشتر می گردد. تاثیر افزایش تعداد لایه ها جهت کنترل خواص تشعشعی از تاثیر تغییر ضخامت بیشتر است. به عنوان مثال در یک ضخامت ثابت، می توان با افزایش تعداد لایه ها به ضریب صدور بزرگتری دست یافت. از نتایج مشاهده شد که اثر غلظت در دماهای کوچکتر از 600 بر روی خواص تشعشعی ساختار های چند لایه ای شامل سیلیکون آلاییده، زیاد است. در دماهای کوچکتر از 600 غلظت و نوع ناخالصی دارای اثر مهمی بر روی خواص تشعشعی لایه های نازک است. اگرچه تاثیر یونها برای غلظت های بزرگتر از 1016 قابل ملاحظه است. هرگاه دما افزایش یابد، تفرق شبکه به علت افزایش غلظت فونونها پدیده غالب می شود و در دماهای بالا، از اهمیت تفرق توسط یونها کاسته می شود زیرا در دماهای بالا حاملان انرژی سریعتر حرکت کرده و نیروی کولمب بین آنها کاهش می یابد. این مطالعه فوایدی جهت رشد و توسعه فناوری پوشش در صنایع نیم رسانا ها و به ویژه برای توسعه وسایل میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک دارد.