اثر آلايش مس بر خواص ساختاري، مورفولوژي و اپتيكي فيلم‏هاي نازك نانوساختار اكسيد روي تهيه شده به روش سل-ژل

Influence of Cu doping on the structural, morphological and optical properties of nanostructured ZnO thin films prepared by sol−gel

در اين مقاله اثر آلايش مس روي خواص فيلم‏هاي نازك اكسيد روي تهيه شده به كمك روش سل-ژل مورد بررسي قرار گرفته است. با استفاده از روش‏هاي پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپي الكتروني روبشي ، ميكروسكوپي نيروي اتمي ، بيناب نمايي فرابنفش-مرئي و تابش فوتولوميتسانس ، خواص ساختاري ، مورفولوژيكي ، اپتيكي اين فيلم‏ ها مشخصه‏ يابي شده است. الگوي پراش پرتو ايكس ساختار هگزاگونال ورتسايت را براي تمام فيلم‏ هاي اكسيد روي آلاييده با مس نشان مي‏ دهد. ميكروسكوپ نيروي اتمي و ميكروسكوپ الكتروني روبشي سطوح يكنواخت و بدون ترك را نمايش مي‏دهند. . بيناب هاي تراگسيلي فرابنفش-مريي نشان مي دهد كه تمامي فيلم‏ ها شفاف هستند و با افزايش غلظت آلايش مس، شفافيت كاهش و لبه جذب اپتيكي به سمت طول موج ‏هاي بلند‏تر جابجا مي‏شود. همچنين طيف فوتولومينسانس اندازه گيري شده نمونه ها در دماي اتاق دو قله شديد در 407 و 431nm را نشان مي‏ دهد.

In this paper, the effect of copper doping on the properties of nanostructured zinc oxide thin films prepared by sol-gel method have been studied. X-ray diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), Atomic force microscopy (AFM) and UV-VIS spectroscopy have been used to investigate the structural, morphological, and optical properties of Cu-doped ZnO thin films. XRD patterns of all Cu doped ZnO samples showed hexagonal wurtzite structure. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and atomic force microscopy (AFM) showed smooth and crack free surfaces. The UV-Visible transmission spectra show all the films are transparent and by increasing the Cu doping concentration, the transparency decreases and the optical absorption edge shifts toward longer wavelengths. Furthermore, the photoluminescence spectra (PL) of the samples measured at room temperature shows two strong peaks located at 407and 431 nm.