تبدیل فازی لایه های نازک اکسید مولیبدن به دی سولفید مولیبدن در اثر بازپخت با بخار سولفور و مطالعه خواص ساختاری، اپتیکی و دی الکتریک آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 دانشکده فیزیک، دانشگاه دامغان، دامغان، ایران

10.22128/ijcm.2026.3324.1045

چکیده

در این پژوهش، لایه‌های نازک اکسید مولیبدن با ناخالصی سولفور به روش اسپری پایرولیزیز در دمای بستر400C با نسبت‌های مولی مختلف تهیه شده‌اند. سپس نمونه‌ها تحت بازپخت در حضور بخار سولفوردر دمای 450C قرار گرفته‌اند. خواص ساختاری، نوری و عایقی لایه‌ها به کمک مشخصه‌یابی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی جذب اپتیکی مورد بررسی قرار گرفتند و ضریب جذب، ضریب شکست، بخش حقیقی و موهومی ثابت دی‌الکتریک و تانژانت اتلاف دی‌الکتریک اندازه‌گیری شدند. این پژوهش نشان می‌دهد که فازهای بلوری پس از بازپخت در حضور سولفور، کاملا حالت بلوری منظم با قله ارجح (002) متناظر با ترکیب MoS2 دارند. گاف انرژی مستقیم قبل از بازپخت در گستره ۲/۹۷ -۲/۱۹ الکترون ولت و بعد از بازپخت در گستره ۱/۵۵ -۱/۲۸ تعیین شد . تغییرات ضریب شکست و ثابت دی الکتریک بیانگر یک رفتار عایق‌گونه در طول‌موجهای بزرگتر از 700 نانومتر و رفتار فلزگونه در طول‌موجهای کوتاه است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Phase transformation of molybdenum oxide to molybdenum disulfide thin films via sulfur vapor annealing and investigation of their structural, optical, and dielectric properties

نویسندگان [English]

  • Mehrdad Shokooh-Saremi 1
  • Mohammad Mehdi Bagheri-Mohagheghi 2
1 Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 School of Physics, Damghan University, Damghan, Iran
چکیده [English]

In this study, sulfur-doped molybdenum oxide thin films were prepared by spray pyrolysis technique at a substrate temperature of 400 °C with different molar ratios. Then, the samples were annealed in the presence of sulfur vapor at a temperature of 450 °C. The structural, optical, and dielectric properties of the films were investigated using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and optical absorption spectroscopy, and the absorption coefficient, refractive index, real and imaginary parts of the dielectric constant, and dielectric loss tangent were measured. This study shows that annealed films in the presence of sulfur have a crystalline state with a preferred peak (002) corresponding to the MoS2 composition. The direct energy gap before annealing was in range of 2.19-2.97 eV and after annealing was 1.28-1.55 eV. Changes in the refractive index and dielectric constant indicate a dielectric behavior at wavelengths greater than 700 nm and metallic behavior at shorter wavelengths.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Molybdenum oxide
  • optical semiconductor
  • thin film
  • molybdenum sulfide
  • dielectric constant
  • spray pyrolysis

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 08 مرداد 1405
  • تاریخ دریافت: 26 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری: 12 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش: 08 مرداد 1405