تحلیل تغییرات ریزساختاری، مورفولوژی و خواص نوری سطح لایه‌های نازک اکسید مس در اثر بازپخت جهت کاربرد در دستگاه‌های الکترونیک نوری

Abstract

در این پژوهش، اثر بازپخت حرارتی بر لایه‌های نازک اکسید مس بررسی شده است. در این مطالعه به بررسی ویژگی‌های سطحی لایه‌های نازک مس، با هدف استفاده از آن‌ها به‌عنوان لایه‌های فعال در دستگاه‌های الکترونیک نوری مانند سلول‌های خورشیدی و آشکارسازهای نوری، پرداخته شده است. لایه‌های نازک اکسید مس روی زیرلایه‌های شیشه‌ای با پوشش‌دهی چرخشی رسوب داده شدند. نمونه‌ها در هوا در فشار اتمسفر و در دماهای مختلف از 200 تا 600 درجه سانتی‌گراد بازپخت شدند. خواص ریزساختاری، مورفولوژیکی و نوری سطح لایه‌های نازک با تکنیک‌های تشخیصی مانند پراش پرتو ایکس، طیف‌سنجی رامان، طیف‌سنجی مرئی- فرابنفش، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف‌سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس مورد مطالعه قرار گرفت. ضخامت لایه‌های اکسید مس حدود 760 نانومتر بود. نتایج نشان داد که میزان بلورینگی و اندازه دانه با افزایش دمای بازپخت افزایش و تنش مؤثر شبکه و چگالی دررفتگی‌ها کاهش می‌یابد. تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس نشان داد که فیلم‌های اکسید مس رسوب یافته دارای ترکیبات Cu1+ (Cu2O) و Cu2+ (CuO) هستند و با افزایش دمای بازپخت، غلظت CuO افزایش می‌یابد. تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی نوری نشان داد که فیلم‌های نازک در ناحیه مرئی جذب‌کننده و در ناحیه نزدیک به فروسرخ شفاف هستند. با افزایش دمای بازپخت به بالاتر از 400 درجه سانتی‌گراد، طیف بازتابی تغییر می‌کند که به دلیل افزایش پراکندگی ناشی از رشد اندازه بلورها و زبری سطح است.

Keywords

• اکسید مس
• لایه‌های نازک
• طیف‌سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس
• خواص نوری
• مورفولوژی