|
عنوان
|
ساخت و بررسی ویژگی های فیزیکی لایه های نازک شفاف شامل اکسید فلزی ZrO2
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژه‌ها
|
لایه نازک، فیزیک مدرن و مهندسی سطح، اکسید زیرکونیوم، تبخیر با پرتو الکترونی، کندوپاش مغناطیسی، میکروسکوپ نیروی اتمی، پارامترهای ناهمواری، فرکتال
|
|
چکیده
|
هدف از این پژوهش، ساخت و بررسی ویژگی های ساختاری و ریخت شناسی سطح لایه های نازک زیرکونیا باتوجه خاص به پارامترهای ناهمواری سطح است. برای این منظور در ابتدا لایه های نازک زیرکونیا (2ZrO) با روش تبخیر پرتو الکترونی برروی زیرلایه کوارتز در دمای C°200 تحت فشارهای جزئی اکسیژن متفاوت، لایه نشانی و سپس به مدت 1 ساعت در دمای C° 500 بازپخت شدند. الگوی پراش اشعه ایکس نمونه ها، مطابق با الگوی پراش زیرکونیای تتراگونال است. با افزایش فشار جزئی اکسیژن، بیشترین اندازه بلورک در فشار جزئی اکسیژن 5- 10 ×7 میلی بار مشاهده شد. این نتیجه توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی که افزایش اندازه دانه را نشان C° 500 می داد، تأیید شد. بنابراین افزایش فشار جزئی اکسیژن روند بلورینگی را بهبود بخشیده است. با توجه به افزایش اندازه دانه با افزایش فشار جزئی اکسیژن، نقص در شبکه زیرکونیا کاهش می یابد و این به نوبه خود باعث کاهش چگالی نابجایی ها شده است. طیف فوتولومینسانس (PL ) لایه های نازک زیرکونیا دارای پیک شدید nm 351 (eV53/3) است، این شدت با افزایش فشار جزئی اکسیژن، کاهش می یابد. از آن جا که فعالیت فوتوکاتالیستی مواد نیمه هادی با شدت طیف PL رابطه عکس دارد، می توان گفت افزایش فشار جزئی اکسیژن باعث بهبود فعالیت فوتوکاتالیستی لایه های نازک زیرکونیا شده است. همچنین با افزایش فشار جزئی اکسیژن، قله طیف PL به سمت طول موج های بلندتر جابه جا می شود .(Redshift) بنابراین همان طور که انتظار می رود با افزایش اندازه دانه، گاف انرژی کاهش می یابد. محاسبه پارامترهای ناهمواری سطح با استفاده از داده های میکروسکوپ نیروی اتمی و نیز محاسبات مربوط به تابع همبستگی ارتفاع-ارتفاع نشان داد که ناهمواری سطح لایه های نازک زیرکونیا با افزایش فشار جزئی اکسیژن، افزایش می یابد. درواقع همان طور که پراکندگی به دلیل افزایش فشار جزئی اکسیژن افزایش می یابد، انرژی اتم های جذب سطح شده و درنتیجه توانایی حرکت آن ها روی سطح زیرلایه کاهش می یابد. این ناهمسانگردی در تحرکات اتم های جذب سطح شده باعث افزایش ناهمواری می شود. باتوجه به این که لایه های ساخته شده در فشار جزئی اکسیژن 5- 10 ×(5 و 3، 1) میلی بار، ناهمواری سطح کمتری داشتند بنابراین برای کاربردهای اپتیکی مناسب می باشند. همچنین این لایه ها با داشتن کشیدگی مثبت (بزرگ تر از 2/0) و معیا
|
|
پژوهشگران
|
داود رئوفی (استاد راهنما)، لیلا افتخاری (دانشجو)
|