تاثیر آلایش Fe و Co بر خواص ساختاری و اپتیکی لایه‌های نازک ZnO

یونسی, محمد; ایزدی‌فرد, مرتضی; قاضی, محمد ابراهیم; اسماعیلی قدسی, فرهاد

تاثیر آلایش Fe و Co بر خواص ساختاری و اپتیکی لایه‌های نازک ZnO

نویسندگان

¹ دانشگاه آزاد اسلامی واحد آمل

² دانشگاه صنعتی شاهرود

³ دانشگاه گیلان

چکیده

لایههای نازکZn0.97TM0.03O (TM = Co, Fe) روی زیر لایههای شیشهای با روش سل-ژل رشد داده شدند و اثرات جاینشانی فلزات واسطه بر روی خواص ساختاری و اپتیکی لایههای ZnO مورد بررسی قرار گرفت. طیفهای حاصل از پراش پرتو X از نمونهها نشان داد که تمام لایهها دارای ساختار ورتسایت میباشند. طیف تراگسیل نوری در بازه طول موجی 200-800 نانو متر برای نمونهها ثبت گردید و با استفاده از آن گاف نواری لایهها محاسبه گردید. لبه جذب لایهها بسته به نوع عناصر جاینشانی شده، یک جابجایی کوچک را نشان داد. ثابتهای نوری لایهها با استفاده از روش کمینه سازی غیر مقید نقاط محاسبه گردید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Influence of Co and Fe substitution on optical and structural properties of zinc oxide thin films

چکیده [English]

Zn0.97TM0.03O (TM = Co, Fe) thin films were deposited onto glass substrates by the sol–gel method and the effects of transition metals substitution on structural and optical properties of ZnO films were investigated. The X-ray diffraction patterns revealed that the films have wurtzite structure. Optical transmittance of the films was recorded in the range of 200 -800 nm wave length and the band gap of the films was determined. The absorption edge of the films showed a small shift depending on the substitution elements. The optical constants of the films were calculated by using pointwise unconstrained minimization algorithm.

کلیدواژه‌ها [English]

thin film
sol-gel method
Optical properties
Band gap

مراجع

[1] Kligshirn C., Phys. Status Solidi. b 71 (1975) 547.

[2] Ueda K., Tabata H., Kawai T., Appl. Phys. Lett. 79 (2001) 988.

[3] Sati P., Hayn R., Kuzian R., Régnier S., Schäfer S., Laügt M., Goiran M., Golacki Z., Phys. Rev. Lett. 96 (2006) 017203.

[4] Pearton S. J., Abernathy C. R., Overberg M. E., Thaler G. T., Norton D. P., Theodoropoulou N., Hebard A. F., Park Y. D., Ren F., Kim J., Boatner L. A., J. Appl. Phys. 93 (2003) 1.

[5] Dietl T., Ohno H., Matsukura F., Cibert J., Ferrand D., Science, 287 (2000) 1019.

[6] Venkatesan M., Fizgerald C. B., Lunney C. B., Coey J. M. D., Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 177206.

[7] Jin-Hong Lee, Kyung-Hee Ko, Byung-Ok Park, J. of Cryst. Growth, 247 (2003) 119.

[8] Birgin E. G., Chambouleyron I., Martinez J.M., J. Comput. Phys. 151 (1999) 862.

[9] Cullity B. D., "Elements of X-ray Diffractions, Addition- Wesley", Reading, MA, (1978) 102.

[10] Hsieh P. T., Chen Y.C., Kao K.S., Lee K.S., Cheng C.C., J. of the European Ceramic Society, 27 (2007) 3815–3818.

[11] Li H., Wang H., Liu H., Zhang H., Li X., J. of Cryst. Growth, 275 (2005) e993.

[12] Hodgson J.N., "Optical absorption and dispersion in solids", Chapman & Hall, London, 1970.

[13] Wenjuan Cheng, Xueming M, Journal of Physics: Conference Series 152 (2009) 012039.

[14] S.W. Xue, X.T. Zu, W.L. Zhou, H.X. Deng, X. Xiang, L. Zhang, H. Deng, Journal of Alloys and Compounds 448 (2008) 21.

[15] Dutta M., Mridha S., Basak D., Applied Surface Science 254 (2008) 2743.

[16] Osamura K., Naka S., Murakami Y., J. Appl. Phys. 46 (1975) 3432.

[17] Zhang a Y.B., Li S., Tan T.T., Park H.S., Solid State Commun., 137 (2006) 142–145.

[18] Kim K. J., Park Y.R., Appl. Phys. Lett. 81 (2002) 1420.

[19] Ando K., Saito H., Jin Z., Fukumura T., Kawasaki M., Matsumoto Y., Koinuma H., J. Appl. Phys. 89 (2001) 7284.

[20] Kim Y. D., Cooper S.L., Klein M.V., Jonker B.T., Phys. Rev. B 49 (1994) 1732.

[21] Raydan M., Siam. J, Optim., 7, No. 1, (1997) 26 .

[22] Shuxia Guo, Xingtang Zhang, Yabin Huang, Yuncai Li, Zuliang Du, Chem. Phys. Lett., 459 (2008) 82.

[23] Koidl P., Phys. Rev. B 15 (1977) 2493.