تهیه و ساخت لایه ی نازک znse و بررسی تأثیر ضخامت لایه ها بر مشخصه های نوری آن
چکیده
نیم رساناهای ترکیب گروه ii-vi به دلیل ویژگی های فیزیکی بدیع و کابردهای فراوان در ابزار اپتوالکترونی، مورد توجه بسیار قرار گرفته اند. سلناید روی (znse)یکی از این ترکیب ها است که ساختار مکعبی بلِند روی و نوار گاف مستقیم در حدود ev 76/2 در دمای اتاق دارد. سلناید روی قابلیّت کاربرد در دیودهای نور افشان، ترانزیستورهای لایه ی نازک، آشکارسازهای نوری فرابنفش و آبی، و نیز قطعات نوری لیزرهای توان بالا را دارد. znseبه عنوان ماده ی لایه ی بافر در سلول های خورشیدی cigs جایگزین مناسبی برای cds می باشد. به دلیل ویژگی های نوری، مانند جذب کم در گستره ی وسیعی ازطول موج ها و پادبازتابی بودن در ناحیه ی فروسرخ و نیز ضریب بازتاب بالا برای سایر طول موج ها، در دوربین های دید در شب مورد استفاده قرار می گیرد. روش های متعددی برای سنتز نانو ذرات سلناید روی، مانند سل- ژل، فرآیندهای هیدروترمال و پلی اُل وجود دارد. روش پلی اُل در سال های اخیر برای ساخت نانو ذرات ترکیب های فلزی و سولفیدهای دوتایی و سه تایی و سلنایدها به طور گسترده استفاده می شود. انباشت لایه های نازک znse نیز به شیوه های گوناگون همچون انباشت شیمیایی بخار، تبخیر در خلاء و کندوپاش مگنترون r.f. انجام می شود. روش تبخیر گرمایی در خلاء به دلیل سادگی، ارزانی و تکرار پذیری، روش فراگیر در ساخت لایه های نازک است. در این پژوهش ابتدا نانو ذرات سلناید روی به روش پلی اُل تهیه شد. سپس با تغییرِ زمان شروع گرمادهی و شوینده ها، به خلوص نزدیک به %100 دست یافتیم. در ادامه، لایه های نازک znse با استفاده از پودر سلناید روی ساخت شرکت مرک آلمان، به روش تبخیر گرمایی مقاومتی در خلاء، بر روی یک زیرلایه ی شیشه ای رشد داده شد. سپس تأثیر عواملی همچون ضخامت لایه ها و دمای زیرلایه بر ویژگی های ساختاری همچون بلورینگی، اندازه ی بلورک ها، ثابت شبکه، میکروکرنش، میانگین تنش و چگالی در رفتگی ها و نیز ویژگی های نوری، مانند ضریب شکست، ضریب خاموشی و گاف نواری لایه های انباشته شده، بررسی شد. مشخصه یابی فازی با پراش پرتوی ایکس xrd، مشخصه یابی ساختاری از طریق sem و مشخصه یابی نوری با استفاده از بیناب سنج uv-visانجام شد. نتیجه های تجربی ما نشان دادند که لایه ی نازک با دمای زیرلایه یoc 300 و ضخامت nm350 بهترین ویژگی های نوری و ساختاری برای لایه های نازک سلناید را نتیجه می دهد.