بررسي تاثير بازپخت بر روي خواص اپتيكي اكسيد روي آلاييده شده با ناخالصي مس به روش اسپاترينگ همزمان

Investigation of the effect of annealing on the optical properties of zinc oxide with copper doping by co-sputtering technique

در اين تحقيق با استفاده از روش كندوپاش مغناطيسي همزمان(Co-sputtering) اكسيد روي با آلاييدگي مس بر روي زير لايه كوارتز لايه نشاني گرديد. سپس نمونه هاي تهيه شده در دماي °C100 و°C200 به مدت 90 دقيقه بازپخت شده اند. نتايج آناليز طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايكس(EDAX) آلاييدگي مس را در ساختار اكسيد روي تائيد كرد. همچنين الگوي پراش اشعه ايكس تائيد كننده ساختار هگزاگونال ورتسايت لايه تهيه شده است. با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي ضخامت لايه اندازه گيري شد و با آناليز طيف سنجي UV_VIS تغييرات ميزان عبور و جذب لايه ها در طول موج هاي مختلف بررسي شد. با محاسبه پارامترهاي مختلف اپتيكي همچون ضريب ميرايي و ضريب جذب اثرات دماي بازپخت بر روي نمونه بررسي شد و با حالت پيش از بازپخت مقايسه گرديد. نتايج نشان مي¬دهد اين پارامترها در بازه 500 تا900 نانومتر متاثر از بازپخت لايه هستند. به طوري كه بازپخت موجب كاهش ميزان نور عبوري و افزايش ضريب جذب و ضريب ميرايي در اين بازه طول موجي شده است. همچنين بررسي تغييرات انرژي گاف اپتيكي نشان مي دهد كه بازپخت موجب كاهش انرژي گاف اپتيكي اين لايه شده است.

In this research, zinc oxide with copper doping was co-sputtered on a layer of the quartz substrate. The samples were then annealed at 100 ° C and 200 ° C for 90 minutes. The EDAX results confirmed doping copper in the ZnO structure. Also, the XRD analysis confirms the ZnO:Cu hexagonal structure. Transmission and absorption spectra were measured with Using of UV-VIS spectroscopy analysis. The thickness of the layer was measured with a scanning electron microscope. The effects of annealing temperature on the sample were compared with the pre-annealing state by calculating various optical parameters such as the absorption and extinction coefficient. The results show that the optical parameters are affected by annealing in the range of 500 to 900 nm. So that annealing reduces Transmission and increases the coefficient of Absorption and Extinction coefficient at these wavelengths. Investigation of optical energy gap indicates that it has been annealed layer reduces optical energy gap.