عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر افزودن Al , GA بر خواص الکتریکی - نوری لایه نازک اکسید روی نانو ساختار
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 955;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53383
- تاریخ دفاع
- ۰۹ خرداد ۱۳۹۱
- دانشجو
- رضا ابراهیمی فرد
- استاد راهنما
- حسین عبدی زاده
- چکیده
- چکیده در این پژوهش لایه نازک اکسید روی آلاییده با عناصر Al و Ga به روش سل-ژل سنتز شد. تحقیق به سه قسمت عمده سنتز نانوذرات اکسید روی، سنتز لایه نازک اکسید روی آلاییده نشده و سنتز لایه نازک اکسید روی آلاییده شده تقسیم شد. در قسمت اول نانوذرات اکسید روی از سل حاوی متانول و تری اتیل آمین با نسبت های مولی مختلف پیش ماده به پایدار کننده تهیه شد. بررسی ها تاثیر عامل تری اتیل آمین را به عنوان واکنشگر در واکنش و نیز تشکیل مقادیر بسیار ناچیز از ZnO در سل را نشان دادند. در قسمت دوم، اثر پارامترهای مختلف ماده (حلال، پایدار کننده، غلظت پیش ماده) و فرآیند (عملیات حرارتی) بر خواص ساختاری، مورفولوژی و نوری لایه نازک اکسید روی بررسی شد. عمده ترین هدف در این مرحله بررسی ساختار کریستالی اکسید روی بود که نتایج حاصله اهمیت سل و پارامترهای ماده را نسبت به پارامترهای فرآیند نشان دادند. در قسمت نهایی، Al و Ga به عنوان عناصر آلاینده به صورت مجزا و همزمان در ساختار اکسید روی استفاده شدند. نتایج نشان دادند که افزودن جداگانه Al و Ga سبب افزایش فاصله باند در اثر مکانیزم برستین-موس تا میزان eV 33/3 و کاهش چشمگیر مقاومت الکتریکی تا میزان ?.cm 7/4 برای نمونه (1%)Al و ?.cm8/1 برای نمونه (1%)Ga شد. افزودن همزمان عناصر Al و Ga سبب حفظ فاصله باند اکسید روی و همچنین کاهش مقاومت الکتریکی آن گردید. همچنین نتایج حاصله نشان دادند آلاییدن همزمان با ثابت نگاه داشتن مقدار مجموع عناصر آلاینده و در مقادیر بالاتر مجموع آن ها، سبب کاهش بیشتر مقاومت الکتریکی و کاهش مصرف عنصر Ga می گردد.
- Abstract
- Abstract In the present study, Al and Ga doped ZnO thin film was synthesized via sol-gel method. Three main goals were considered as major parts of the project: ZnO nanoparticles, undoped ZnO thin film, and Al and Ga doped ZnO thin film. In the first part, ZnO nanoparticles were synthesized from Methanol, Triethylamine and Zinc acetate dehydrate sol with different Zn/Stabilizer molar ratios. Results demonstrated the reactant role of Triethylamine and also formation of slight amount of ZnO in sol before calcination step. Second part contains effect of material variables (solvent, stabilizer, and Zn concentration) and process variables (heat treatment parameters such as time and temperature of drying and calcination) on structural, morphological and optical properties of undoped ZnO thin film. The main objective in this study was investigation of structural parameters of ZnO and the results revealed the importance of material variables compared to process variables. In the final part, optical and electrical properties of Al and Ga doped ZnO was investigated. The results showed widening of band gap to 3.33 eV and also decreasing of the resistivity to 4.7 ?.cm for Al(1%) and 1.8 ?.cm for Ga(1%) doped ZnO. Using Al and Ga simultaneously decreased resistivity from one hand and changed the band gap slightly on the other hand. Furthermore, the results confirmed that co-doping method in a same amount of dopant atoms will be more successful to decrease the resistivity and also Ga content, specifically in higher amount of doping.
