الرئيسية / دراسة بعض الخصائص الضوئية والكهربائية لطبقة رقيقة من أكاسيد النحاس

دراسة بعض الخصائص الضوئية والكهربائية لطبقة رقيقة من أكاسيد النحاس

اسم الباحث:

محمد نجيب محمود السلوم

عنوان البحث:

دراسة بعض الخصائص الضوئية والكهربائية لطبقة رقيقة من أكاسيد النحاس

عنوان البحث باللغة الانكليزية :

A Study of some Optical and Electrical Properties of a thin Layer of Copper Oxides

اسم المشرف :

د. مفيد دياب  –   أ.د ناصر سعد الدين

العام:2020

القسم:الفيزياء

الملخص:

تم في هذا الدراسة تحضير أكاسيد النحاس Cu2O وCuO بطريقة الحمام الكيميائي (chemical bath deposition)(CBD) انطلاقا من ثيوسلفات الصوديوم  و كبريتات النحاس المائية  كمنبع للنحاس وهيدروكسيد الصوديوم .

تمت دراسة تأثير عدد مرات الغمس على البنية البلورية للأفلام المحضرة لاختيار السماكة الأمثل ثم لدنت الأفلام المحضرة عند درجات حرارة مختلفة لدراسة تأثير التلدين على تركيب الأفلام المحضرة.

تم دراسة البنية البلورية للأفلام المحضرة باستخدام تقانة انعراج الأشعة السينية ((XRD. درست التفاصيل السطحية للأفلام المحضرة والملدنة باستخدام المجهر الماسح الالكترونيSEM. تم استخدام مقياس الطيف الضوئي السبيكتروفوتومتر لدراسة الخصائص الضوئية للأفلام المحضرة. حسبت المقاومة السطحية باستخدام الطريقة المباشرة (المسبار).

تبين من خلال تحليل مخططات انعراج الأشعة السينية أن عدد مرات الغمس الأفضل لتحضير فلم Cu2O هو 25 غمسة. وجد أن الأفلام المحضرة عند 25 بدون تلدين تعود للطور Cu2O وتتبلور وفق بنية مكعبية وتنتمي للمجموعة الفراغية . تم تعيين قيم ثابت الشبكة البلورية  للأفلام المحضرة وكانت قيمته مساوية

لم يغير تلدين الأفلام المحضرة عند الدرجة  و من تركيب الأفلام. لم يلاحظ سوى القمم العائدة لـ Cu2O مع اختفاء لبعض القمم المنخفضة الشدة.

تغيرت بنية الأفلام الملدنة عند درجة الحرارة  حيث تشكل طور أكسيد النحاس CuO مما يدل على أن الأفلام عند درجة الحرارة هذه قد تحولت بشكل تام إلى CuO. وجد أن  أكسيد النحاس CuO يتبلور وفق البنية البلورية أحادية الميل وينتمي للمجموعة الفراغية . ينتج تحويل Cu2O إلى CuO من انتشار الأوكسجين في الأفلام نتيجة التلدين.

تم تعيين قيم ثوابت الشبكة البلورية  وb وc لأكسيد النحاس وكانت على النحو  وو.

تملك الأفلام المحضرة بدون تلدين سطح أملس تقريباً مما يدل على تبلور أقل، أما الأفلام الملدنة عند درجة حرارة  تظهر كثافة حبيبية على شكل كرات صغيرة جداً يتخللها بعض العيوب البنيوية.

من خلال دراسة الخصائص الضوئية للأفلام المحضرة أظهرت النفوذية تناقصا بزيادة درجة حرارة التلدين خاصة في المجال المرئي وتحت الأحمر القريب.حيث لوحظ من أطياف النفوذية انزياح حد الامتصاص باتجاه الأطوال الموجية الأطول. تم حساب قرينة الانكسار ومعامل التخامد. بينت النتائج  تتناقص قرينة الانكسار بزيادة درجة حرارة التلدين في المجال المرئي وتحت الأحمر القريب من الطيف الكهرطيسي.

ولدراسة الخصائص الالكتروضوئية تم حساب معامل الامتصاص والمجال المحظور للأفلام المحضرة. وجد أن طاقة المجال المحظور تنزاح باتجاه الطاقات الأقل بسبب التغير في التركيب من Cu2O إلى CuO. تم حساب ثابت العزل الكهربائي بجزئيه الحقيقي والتخيلي.

ولتحديد بعض الخصائص الكهربائية قيست مقاومة الأفلام المحضرة حيث لوحظ تناقص في قيم المقاومة الكهربائية بزيادة درجة حرارة التلدين وبشكل خاص مقاومة الأفلام الملدنة عند الدرجة  .

 

التحميل