تصنيع كواشف ضوئية باستخدام باستخدام اوكسيد التيتانيوم المطعم باوكسيد الخارصين ذو التركيب النانوي بتقنية الترسيب بالليزر النبضي

Print Friendly, PDF & Email

أ.م.د. سمر يونس طه/قسم الفيزياء – كلية العلوم للبنات – جامعة بغداد

أ.م.د. كاظم عبد الواحد عادم/قسم الفيزياء – كلية العلوم للبنات – جامعة بغداد

الخلاصة

الهدف من العمل هو تصنيع كاشف ضوئي يعمل في منطقه الاشعه فوق البنفسجية وبدرجه حرارة الغرفه باستخدام أوكسيد التيتانيوم وأوكسيد الزنك النقي واأوكسيد التيتانيوم المطعم بأوكسيد الزنك بنسب مختلفه (2% ,5% ,7%) والمرسبه على ركيزة سيلكون مسامي Porous Silicon (PSi)  وتحسين ادائه بعد التلدين بدرجه حرارة (500°C), تم ترسيب الاغشيه الرقيقه منTiO2  و ZnO النقيه وTiO2:ZnO المطعمه بنسب مختلفه (2% ,5% ,7%) على السيليكون المسامي (PSi) بتقنيه الليزر النبضي Pulsed Laser Deposition (PLD) ومن ثم تبخير اقطاب الالمنيوم فوقه. تم اضاءة الكاشف المصنع باستخدام ليزر الدايود فوق البنفسجي ذو الطول الموجي 385 نانومتر وبقدرة 2.5 ملي واط.

تم دراسه الخصائص التركيبه والطوبوغرافي والبصرية  بالاضافة الى الخصائص الكهربائيه للاغشيه بعد ترسيبها على قواعد زجاجية, لدراسه الخصائص التركيبية تم فحص الغشاء المحضر باستخدام حيود الاشعة السينية (XRD) ووجد ان الغشاء له تركيب متعدد التبلورpolycrystalline  بطور الروتايل. كما درست طوبوغرافية السطح للغشاء لتحديد حجم الجسيمات النانويه بأستخدام مجهر القوة الذرية (AFM) واظهرت الصور التوزيع المتجانس للاغشية الرقيقة على الركائز الزجاجية وخلو الغشاء من التشققات والتكتلات. ولمعرفه الخصائص البصرية تم قياس الامتصاصية للاغشية بأستخدام مطياف UV-VIS حيث تبين ان المادة لها امتصاصية جيده في المنطقة الفوق البنفجسية والمنطقة القريبة من المنطقة المرئية مما يجعلها اختيار جيد لتطبيقات الاشعة الفوق البنفسجية. اظهرت قياسات تأثير هول ان الاغشية الرقيقة المرسبة على قواعد زجاجية هي نوع شبه الموصل السالب (n-type) ولها توصيلية بحدود 6.891´10-1 (1/اوم.سم).

تم ربط الكاشف بالدائرة الكهربائية الخاصة لتشغيل الكاشف ودراسة خصائص التيار- فولتية عند فولتية انحياز امامي بين (0.1-1.6) فولت وتم دراسة خصائص الكاشف (الاستجابية Rλ , الكفاءة الكمية η , القدرة المكافئة للضوضاء NEP , والكشوفية النوعية D*). الاستجابية وخصائص الكاشف الضوئي تم تحسينها عن طريق التلدين بدرجة حرارة 500°C ولمدة ثلاث ساعات. خصائص الكاشف حسبت قبل وبعد عملية التلدين اظهرت النتائج ان سرعة الاستجابة والكفاءة الكمية والكشوفية لكاشف الاشعة الفوق البنفسجية قد تحسنت حيث ازدادت الاستجابية بعد زيادة تركيز اوكسيد الزنك وكذلك ازدادت بعد التلدين من 3.39 (امبير/واط) لتصل الى 3.82 (امبير/واط) عند التركيز 7% وكذلك الكشوفية النوعية ازدادت من 8.17´109 (سم.هرتز1/2 /واط) الى ´1099.21 (سم.هرتز1/2 /واط) بينما زادت الكفاءة الكمية من 10.9 الى 12.3. هذه القيم تعطي اثبات لتأثير التلدين في تحسين خصائص كاشف التوصيل الضوئي للاشعة فوق البنفسجية وامتد ليصل الى المنطقة القريبة من المرئية.

 

Comments are disabled.