بررسی اثر ضخامت لایه‌های نازک ZnO تهیه شده به روش اسپری بر روند رشد و خواص ساختاری و اپتیکی آن

Abstract

در این پژوهش، لایه های نازک اکسید روی با ضخامت های متفاوت بین 46 تا 317 نانومتر بر روی زیرلایه شیشه به روش اسپری لایه نشانی شده اند. موفولوژی و میزان زبری سطح لایه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM ) و میکروسکوپ نیروی اتمی ( AFM ) اندازه‌گیری شده اند. تصاویر AFM و SEM لایه‌ها نشان می‌دهند که در روند رشد و زبری لایه‌ها با افزایش ضخامت، دو حالت متفاوت رشد مشاهده می شود. نخست با افزایش ضخامت، زبری کاهش یافته و یک حالت رشد افقی که در آن زیرلایه در روند رشد نقش بیش‌تری را از خود بروز داده، و با افزایش بیشتر ضخامت، تغییری به حالت رشد عمودی می شود که زبری مجدداً افزایش می‌یابد و نشانگر نقش خود لایه در روند رشد می‌ باشد. خواص اپتیکی لایه‌ها از جمله ضریب عبور T ، گاف انرژی Eg و ضریب شکست که به صورت تابعی از ضخامت ، مورد آنالیز قرار گرفتند. آنالیز داده های اپتیکی نشان می دهند که با افزایش ضخامت لایه‌ها گاف انرژی و طیف عبوری کاهش می‌یابد و میانگین طیف عبوری در محدوده ی طول موج های مرئی بالاتر از %80 می باشد. نتایج ما نشان می دهد که با کنترل زمان لایه نشانی و بقیه پارامترها می‌توانیم نحوه رشد لایه وزبری سطح را برای مقاصد تجربی کنترل کنیم.