تصنيع وتوصيف اغشية CdTe الرقيقة المحضرة بتقنية التبخير الحراري
Fabrication and Characterization of CdTe Nano Films Prepared by Thermal Evaporation Technique
- الباحث
- حنان سالم هادي صالح الحسون
- المشرف
- خالد حنين عباس
- الجامعة
- جامعة بابل
- الكلية / القسم
- كلية التربية للعلوم الصرفة / الفيزياء
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2023
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- CdTe Thin Films; Thermal Evaporation; Film Thickness; Optical Properties
الملخص
هناك العديد من الاستخدامات الكهروضوئية للأغشية الرقيقة من أشباه الموصلات II-VI. إحدى هذه المواد التي أثبتت فعاليتها في إنشاء الخلايا الشمسية وأجهزة الكشف الضوئية وتطبيقات الأجهزة الضوئية الأخرى هي تيلوريد الكادميوم (CdTe). في الدراسة الحالية ، تم تحضير أغشية تيلوريد الكادميوم الرقيقة عن طريق التبخير الحراري للمادة تحت فراغ عالي وإيداعها على ركائز زجاجية تم الحصول على سماكات مختلفة (65 , 72 , 8088, , 100, 110 , 124,140) نانومتر. تم دراسة تأثير سماكة الفيلم على الخصائص التركيبية والمورفولوجية والبصرية. تم العثور على أغشية تيلورد الكادميوم المبخرة حراريًا ذات هيكل مكعب من اختبار الاشعة السينية . لوحظ تحسن كبير في التبلور مع زيادة السماكة. يتم فحص مورفولوجيا الفيلم بواسطة مجهر القوة الذرية (AFM) للتأكد من أن الأفلام المزروعة لها سطح متجانس جيد. زادت الخشونة وجذر متوسط القيمة التربيعية ومتوسط القطر مع زيادة السماكة من السماكة (100-140) نانومتر ، من السماكة (65 - 88 نانومتر) كان شكل الغشاء غير مستقر. تمت دراسة الخواص البصرية للأغشية بواسطة مقياس طيف ضوئي مرئي للأشعة فوق البنفسجية في نطاق الطول الموجي (200-1100) نانومتر ، عندما يزداد السماكة ،تزداد الامتصاصية بينما تنخفض النفاذية. انخفضت فجوة الطاقة المباشرة من 3.60 إلى 3.42 الكترون فولت مع زيادة السماكة ووجد أن النفاذية (T) والامتصاصية (A) وفجوة النطاق البصري تعتمد بشكل ملحوظ على سمك الفيلم ، معامل الانكسار ، معامل الانقراض ، الحقيقي وأظهرت النتائج التي تم الحصول عليها من الثوابت العازلة الحقيقي والخيالي أن سمك الفيلم يؤثر بشدة على المعلمات البصرية. تم دراسة دالة فقدان الطاقة السطحية (SELF) ودالة فقدان الطاقة الحجمية (VELF) وجد أنها تزداد مع زيادة السماكة. كما تم تقييم معاملات التشتت للأغشية باستخدام نموذج Wemple-DiDomenico (WDD) تم تقييم طاقة التشتت (Ed) وطاقة المذبذب (Εo) للأغشية وتنوعت في نطاق (2.18-10.20) eV و(7.65-5.02) eV على التوالي. كما تم حساب معلمات التشتت البصري (M-1 و M-3) والتي تراوحت من (0.43-1.333) ومن (0.0171-0.0227) على التوالي.
Abstract
There are numerous optoelectronic uses for semiconductor thin films II-VI. One such substance that has proven effective in creating solar cells, photodetectors, and other optical device applications is cadmium telluride (CdTe). In the current study, CdTe thin films were prepared by thermal evaporation of the material under a high vacuum and depositing them on glass substrates with different thicknesses (65, 72, 80, 88, 100, 110, 124, and 140) nm. The effect of film thickness on structural, morphological, and optical properties was investigated. The thermal evaporated CdTe films were found a cubic structure from the X-ray diffraction (XRD) test. The Scanning Electron Microscopy (SEM) micrographs of thin films show an improvement in the crystallite size of CdTe. The grain size of CdTe films becomes larger. The morphology of the film is examined by an atomic force microscope (AFM) confirming that the films grown had a good homogeneous surface. The roughness, root mean square value, and average diameter increased with the increasing thickness (100-140) nm, and from the thickness (65 - 88) nm the morphology of the film was unstable. The optical measurements of the films are studied by a UV-Visible spectrophotometer in the wavelength range (200- 1100) nm, When the thickness increased, the absorbance increased while the transmittance decreased. The direct energy gap decreased from (3.60 to 3.42) eV with increasing thickness. The surface energy loss function (SELF) and volume energy loss function (VELF) it was found to increase with increasing thickness. The dispersion parameters of the films were also evaluated using Wemple– DiDomenico (WDD) single oscillator model. The dispersion energy (Ed) and oscillator energy (Εo) of the films were evaluated and varied in the range of (2.18-10.20) eV and (5.02-7.65) eV respectively, the optical dispersion moments (M-1 and M-3) were also calculated that varied from (0.43-1.333) and from (0.0171-0.0227) respectively. No. Caption Page No.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.