عنوان پایان‌نامه
فرآوری ومشخصه یابی لایه نازک اکسید روی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1051;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59769
- تاریخ دفاع
- ۱۰ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- پیام خسروی
- استاد راهنما
- سیدعلی سیدابراهیمی
- چکیده
- با موفقیت نیترید گالیم در بازار الکترونیک، تلاش ها برای ورود ماده مشابه آن یعنی اکسید روی در قطعات الکترونیکی و اپتوالکترونیکی آغاز گشت. در این راه، مدت ها اکسید روی نوع p یک حلقه گمشده محسوب می شد. هر چند در قرن اخیر محققین به آن دست یافته اند ولی هنوز برای استفاده مؤثر از این نیمه رسانا نیاز به بالا بردن هدایت الکتریکی نوع p آن می باشد. در این پژوهش لایه های نازک اکسید روی آلاییده با لیتیم به روش لایه نشانی چرخشی تهیه شدند. هدف اصلی این تحقیق دستیابی به لایه نازک هر چه هادی تر اکسید روی بود. برای این منظور پارامترهای ساخت تغییر داده شد و سپس از لایه ها مشخصه یابی ساختاری، الکتریکی و نوری به عمل آمد. جهت بررسی ساختار و آنالیز کمی نمونه ها از روش های XRD، FESEM و ICP و برای بررسی ترکیبات سل از روش FTIR استفاده گردید. همچنین برای مشخصه یابی الکتریکی تست های هدایت سنجی و تعیین نوع حاملین بار صورت پذیرفت. در کنار خواص الکتریکی با توجه به کاربردهای اپتوالکترونیکی این ماده تابعیت خواص نوری هم از پارامترهای ساخت مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از لایه ها تست های طیف سنجی فرابنفش- مرئی عبوری و بازتابی و فوتولومینسانس به عمل آمد. بررسی های ساختاری نشان داد که لایه های به دست آمده همگی تک فاز با ساختار هگزاگونال وورتزایت و با میانگین اندازه دانه nm50-40 هستند. به منظور دستیابی به لایه های نوع p و افزایش هدایت آنها، غلظت های میانه لیتیم، دمای پخت ?500 و آلایش هم زمان فلوئور مناسب تشخیص داده شدند. در نهایت هم در زمینه خواص نوری مشاهده گردید که انرژی فاصله ممنوعه به غلظت لیتیم حساس است و ضریب شکست با افزودن لیتیم کاهش می یابد.
- Abstract
- With the advent of GaN in electronics world, attempts for using its similar matter, zinc oxide, in electronic and optoelectronic devices began. For this issue, obtaining p-type ZnO seemed to be necessary. In recent century, scientists obtained this semiconductor. To be a useful material in this regard but they need to increase its electrical conductivity more. In this research, Li-doped ZnO thin films have been prepared by sol-gel spin coating method. The main goal of this project was to increase the p-type layers conductivity. For this purpose, the fabrication parameters were changed and then the structural, electrical and optical properties of the layers were investigated. For structural investigation and quantitative analysis of specimens, XRD, FESEM and ICP analysis were used whereas FTIR analysis was used for studying the compositions made in the sol; besides, thin films electrical properties including resistivity and majority carriers’ type were determined. Eventually, optical properties were studied by UV-Vis. and PL Spectroscopy. Structural investigations showed that the single phase layers with wurtzite hexagonal structure and 40-50nm average grain size were obtained. For obtaining p-type layers and enhancing their electrical conductivity, middle Li concentrations, 500? annealing temperature and F co-doping had positive effects. Finally, in the optical properties field, it was concluded that the value of band gap energy is sensitive to Li concentration and the refractive index of ZnO layer decreased with Li doping.
