بررسي اثر فوتورسانش با ليزر اگزايمر و تحولات ساختاري، اپتيكي و شيميايي در لايه هاي نازك ZnO

Investigation of ecximer laser-induced photoconductivity effect and structural, optical and chemical variations in ZnO thin films

در اين پژوهش لايه هاي نازك اكسيد روي آلاييده با آلومينيوم به غلظت هاي 0، 3، 6 و 12 درصد مولي آلومينيوم به روش سل ژل بر روي زيرلايه شيشه ساخته شد. لايه هاي آماده شده در دماهاي °C500-300 به مدت يك ساعت در هوا پخت شدند. پراش پرتو ايكس (XRD) ساختار بلوري ورتسايت هگزاگونال براي لايه هاي بازپخت شده در دماي بالاتر از °C 400 نشان داد. سپس لايه ها تحت تابش پرتو ليزر (nm 248 = ?، KrF) قرار گرفتند. تحول ساختار بلوري و مورفولوژي سطح با استفاده از XRD، ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميدان (FE-SEM) انجام شد. اندازه گيري زمان پاسخ جريان الكتريكي در طول تابش پرتو ليزر مقاومت پايا و گذرا وابسته به نوع نمونه را نشان مي دهد. اثر انرژي ليزر بر رسانندگي فوتوني نيز بررسي شد و با استفاده از طيف فوتولومينسانس (PL) و طيف سنجي فوتوالكترون پرتو ايكس (XPS) اثر رسانندگي فوتوني ناشي از پرتو ليزر مورد بررسي قرار گرفت.

In this paper Al doped ZnO (AZO) thin films with 0, 3, 6 and 12% Al molar concentration were prepared by sol-gel process on glass substrates. The deposited films were annealed at different temperatures of 300-500 ?C for 1 h in air. X-ray diffraction (XRD) showed wurtzite crystalline structure for the films annealed above 400 ?C. Then the films were irradiated by beams of excimer (KrF, ?=248 nm) laser. The evolution of crystal structure and surface morphology were studied using XRD and filed emission scanning electron microscope (FE-SEM). The real-time measurement of electrical conductivity during laser irradiation showed a transient or persistent photoconductivity depending on sample type. The effect of laser energy on photoconductivity was also investigated. Using photoluminescence (PL) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) spectra, the laser induced photoconductivity effect was discussed.