صفحه 1:
صفحه 2:
عنوان مقاله
بررسی خواص اپتیکی لایه نازک سولفیدروی و بهبود خاصیت اباز تابندگی آن با استفاده از
روش رشد زاویه ای خراشان (1۵0ه6)
نویسندگان
ناصرتاجیک. رضا زارعی مقدم. محمدحسین احسانی. حمید رضا قلی پور دیزجی
دانشکده فیزیک دانشگاه سمنان
سخنران:
رضا زارعی مقدم
صفحه 3:
مقدمه
© امروزه خواص مواد نیمه رسانابه صورت للیه نازک به طور قلبل ملاحظهلیی مورد توجه پژوهشگران
میباشد.
0 یکی از لین مواد. سولفیدروی است کهبه دلیل خواص اپتیکی متملیز از قبیل گاف نواری بالا (۳/۹-۳/۶
الکترون ولت). جذب اپتیکی پایین در نواحی مرثی و مادون قرمزء خاصیت تجدیدپذیری و نرخ لایه
نشلنى بالا به صورت گسترده مورد استفاده قرار میگیرد که از کاربردهای آن میتوان در سلولهای
خورشیدی, لیزرهاء بلورهای فوتونی و قطعات اپتیکی نام برد.
0 سولفیدروی را به کمک روشهای متعددی, از جمله روش رسوب
الکترونی. میتوان لایه نشانی کرد.
0 یکی از بهترین روشهای لابهنشلنی سولفیدروی. روش رسوب فیزیکی بخار است که توسط اعمال جریان
الكتريكى.به هدف. كن del صورت ذرات بخار درآورده و ذراتبه سمت زیرلایه هدلیت میشود همچنین
ضخامت لایهها در حین آزمایش توسط بلور کوارتز, اندازه گیری میشود.
ایبی بخاره سل سل و تفنگ
صفحه 4:
0 شرایط لابهنشلنی در حین آزمایش بسیار تاثیرگذار است که یکی از این شرایط قلبل کنترل. تغییر
زاویهی زیرلالیه نسبت به ذرات فرودی نمونمی مورد نظر است که لین روش موسومبه رشد زاویه ای
خراشان است که به طور قابل توجهی پارامترهای ساختاری و اپتیکی ماده را تغییر می دهد.
0 یکی از این تغییرات ساختاری قرارگیری اتمها به صورت مورب است که موجب افزایش تخلخل
میگردد. بنابرلین به دلیل رابطمی خطی تخلغلبا ضریب شکست. لین روش عاملی برای کنترل ضریب
شکست و در نتیجه ساخت پوششهای نابازتابنده می باشد.
0 از دیگر کاربردهای این روش استفاده در سامانه های نوری همانند دروبینهای حرارتی و عینک های
آفتابی است.
صفحه 5:
فرآیندساخت
پوشش سه لایهای به روش لایه نشانی فیزیکی بخار توسط دستگاه 11101-۳1136 Jas
60 در خلا بر روی زیرلابهی شیشه ساخته شد.
به منظور آماده سازی و تمیز کردن زیرلایهها. آنها به مدت ۱۵ دقيقه با آب مقطر و صابون و
سپس با استن درون حمام التراسونیک شستشو شدند و در انتها توسط گاز نیتروژن خشک شدند.
لايه اول با زاویه ی صفر درجه نسبت به زیرلایه روی شیشه تهیه شد. سپس به منظور بررسی و
مقایسهی خواص اپتیکی و تقویت ویژگی نابازتابندگی در نمونهی بعدی با نمونهی تکلایه. لايه
دوم را با استفاده از تکنیک انباشت زاویه دار بازاویه ی ۸۵ درجه ایجاد شد.
نهایتا لایه ی سوم با زاویه صفر درجه بر روی دولایهی قبل لایهنشانی شد.
فرایند لایهنشانی در فشار *۵۱۰7 میلیبار و در دمای اتاق و با نرخ لایهنشانی ۵ صورت گرفت.
صفحه 6:
** خواص ساختاری
با استفاده از آزمون ols XRD ساختاری نمونه مورد بررسی قرار گرفت.
تحلیل پراش این نمونه به کمک نرم افزار ©5605 111012 ۱5-۳12111 نشان میدهد که الگوی پراش اشعه ایکس نمونهی
سه لایه تنها دارای یک قلهی تیز که مربوط به دسته صفحات (۱۱۱) است و در زاویهی 92-۲۸۵۳ تشکیل شده است.
گزارشهای مشابهی برای لایه های سولفیدروی تهیه شده به روشهای مختلف دیده شده است.
نتایج نشان می دهد که ماده بصورت ساختار مکعبی با ابتهای شبکه (۸) 5.41 0 و با گروه فضایی (190) 43-گرشد کرده است.
اندازهی بلورک های این نمونه به کمک فرمول دیای- شرر پدست آمد
em] 000
D=
که( اندازمی بلورک. 2 طول موج اشعهی
ایکس. 8 پهنای تمام بلند نمونه و 0 زاویهی
براك است. اندازه بلورک ۲۱/۱۸ نانومتر به دست
آمدند.
Gearee) تا
صفحه 7:
خواص ريخت شناسى
تصوير عرضى از بوشش تنكلايه و سدلايه در شكل ؟ آورده شده است. زاويه لايهنشانى در لايه اول و سوم صفر درجه و در لايه دوم
AD درجه است.
با استفاده از تصویر عرضی زاویه لابه دوم حدود ۶۳ درجه به دست آمد.
ضخامت لابه / ۵۰ نان
0 8
5 عه وهه۱5 :9۵ 100.0 :هه
View field: 2.08 ym _Date(mi/dly): 03/12/17
صفحه 8:
خواص ایتیکی:
* طیف عبور و بازتاب دو نمونه تک لایه وسه لایه به کمک دستگاه>از5ز ۱۷۰۷
مدل ۱۵۳۱00 ساخت شرکت ۳۵۲۷۱۲۳6۱۳۲6۲ برحسب طول موج در بازه 350-1000
نانومتر بررسی شده است.
* با مقایسه این دو نمونه, مشاهده شد که با افزایش ضخامت در نمونه ی دوم, میانگین
عبور اپتیکی افزایش پیدا کرده است.
* اين نتيجه برخلاف نتایج گزارش شده است زیرا در اکثر موارد با افزايیش ضخامت,
عبور اپتیکی کاهش میپابد.
* که میتوان علت این پدیده را رشد زاویه دار لایهی میانی و در نتیجه افزایش تخلخل
دانست.
*# در نمونهی دوم لبه جذب به سمت طول موج های کوچکتر حرکت کرده که عامل ایجاد
این رویداد. افزایش فضای خالی و در نتیجه کاهش تراکم نمونه به علت وجود ساختار
مورب لایه ی میانی است.
صفحه 9:
نتایج شبیه سازی
** علت رفتار نوسانی طیف عبوری در دو نمونه. تداخل های سازنده و ویرانگر نور فرودی در بین
سطوح هوا- لایه و لایه- شيشه است که این امر در مورد لایه دوم که دارای ضخامت بیشتری
فست به تک لاه است بیشیر می باشد.
© مجن الايه نان ترط رز (GLAD) متوسط تخلخل افزايش مى يايد و در نتيجه با به
قا الساضق ee فتار نوسانى 2
* طيف بازتاب ابتيكى بر حسب طول موج نشان
ا اا يد
به تک لايه كاهش يافته و متوسط بازتاب نمونه ها
به كمتراز ١ درصد رسيده است.
a
aay
‘an ‘au cau
@aveleaatk (ow)
صفحه 10:
ضریب شکست نمونه ها با استفاده از روش سان به کمک طیف عیور ایتیکی محاسه می شود:
صر یب سم 1 ازروس سان يول و د عبور ايت بك مى و
ضریب شکست بر حسب طول موج. دربازه ی ۴۰۰-۸۰۰ نانومتر در شکل آورده شده است.
He تلم
rar
كه در آن [اضريب شکست نمونه. 5 ضریب شکست زیرلایه.۲" پوش عبور و 1 ضریب
ان بو
ضریب شکست در نمونهی تک لابه در طول موج ۸۰۰ نانومتر. ۲/۲۶ بدست آمده است.
انتظار می رود که با افزایش ضخامت نمونه. ضریب شکست افزایش پيداکند. اما با لایهنشانی
پوشش سه لایه و در نتیجه افزايش ضخامت. ضریب شکست تا مقدار ۱/۸۴ کاهش می یاید.
که ناشی از افزایش تخلخل نسبی آن نسبت به نمونهی اول به دلیل وجود لایه ی مورب
میانی است.
صفحه 11:
aa.
we.
agp.
aw au au 0 سه
Daveleanth (aw)
صفحه 12:
نتیجه گیری
در این مقاله سولفیدروی با استفاده از روش 6210 به صورت یک پوشش سه لایه. لایه نشانی شد و خواص
ساختاری و اپتیکی آن با نمونه ی تک لایه ی آن مورد بررسی قرارگرفت.
آزمون 2680 ساختار مکعبی شکل نمونه را نشان داد و آنالیز ۴۴5۴۷ تشکیل سه لایه رابه خوبی تایید
کرد. با بررسی خواص اپتیکی نمونه ی سه لایه نسبت به تک لایه. مشاهده شده است که با وجود افزایش
ضخامت. عبور نمونه افزایش و ضریب شکست آن در طول موج ۸۰۰ نانومتر از ۲/۲۶ به ۱/۸۴ کاهش پیدا کرده
است. این نتیجه تاثیر تکنیک 610 در خواص اپتیکی لایه نازک را نشان می دهد.
این نتیجه عاملی موثر به منظور بهبود خاصیت نابازتابنده پوشش های ابتیکی است.
صفحه 13:
مراجع
S. Z. Rahchamani, H. R. Dizaji, and M. H. Ehsani, "Study of structural and optical properties of ZnS zigzag ]1{
nanostructured thin films" Applied Surface Science 356, (2015) 1096-1104.
[2] K. M. A. Sobahan, Y. J. Park, J. J Kim,. And C. K. Hwangbo. "Nanostructured porous SiO, films for antireflection
coatings" Optics Communications 284, No. 1 (2011) 873-876.
[3] R. Z. Moghadam, H. Ahmadvand and M. Jannesari. “Design and fabrication of multi-layers infrared antireflection
coating consisting of ZnS and Ge on ZnS substrate" Infrared Physics & Technology 75, (2016) 18-21
[4] S. R. Chalana, R. Vinodkumar, I. Navas, V. Ganesan, and V. M. Pillai. "Influence of argon ambience on the
structural, morphological and optical properties of pulsed laser ablated zinc sulfide thin films" Journal of
Luminescence 132, No 4 (2012): 944-952.
[5] J. Cui, X. Zeng, M. Zhou, C. Hu, W. Zhang, and J. Lu. "Tunable blue and orange emissions of ZnS: Mn thin films
deposited on GaN substrates by pulsed laser deposition" Journal of Luminescence 147, (2014) 310-315.
[6] F. Gode, C. Gumus, and M. Zor. "Influence of the thickness on physical properties of chemical bath deposited
hexagonal ZnS thin films" Journal of optoelectronics and advanced materials 9, No. 7 (2007) 2186-2191.
[7] K. Punitha, R. Sivakumar, C. Sanjeeviraja, V. Ganesan. "Influence of post-deposition heat treatment on optical
properties derived from UV-vis of cadmium telluride (CdTe) thin films deposited on amorphous substrate" Applied
Surface Science 344 (2015) 89-100.
[8] Swanepoel, R. "Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon." Journal of Physics E:
Scientific Instruments 16.12 (1983): 1214.
[9]E. Marquez, E. R. Shaaban, and A. M. Abousehly. "Structural and optical properties of ZnS thin films"
International Journal of New Horizons in Physics 1, No. 1 (2014) 17-24.
صفحه 14:
برای بر
زا