تعيين ضخامت و نوع چينش نانو ررات نيمرسانا كادميم سلنيد به روش پس پراكندگي رادرفورد و ميكروسكوپ نيروي اتمي

semiconductor using Rutherford Density and configuration determination of nanoparticle CdSe Backscattering Spectrometry (RBS) and Atomic Force Microscopy (AFM)

لایه های نازك كادمیم سلنید به روش رسوب حمام شیمیایی بر روی زیر لایه ی شیشه در محلول شیمیایی با pHهای مختلف از pH=11/23 تا pH=12/20 تهیه شده اند. عوامل زمان رسوب گیری، دمای رسوب گیری و غلظت كادمیم 4/0 مولار و غلظت سدیم سلنو سولفیت 2/0 مولار در نظر گرفته شده اند. گاف انرژی لایه های نازك CdSe با استفاده از طیف جذبی مرئی – فرابنفش تعیین شد. گاف انرژی از Eg=2/37 eV برای pH=11/23 تا Eg=1/85 eV برای pH=11/90 روند كاهشی داشته است. خصوصیات ساختاری و ریخت شناسی سطوح با پراش پرتوایكس، میكروسكوپ الكترونی پویشی (SEM) و میكروسكوپ نیروی اتمی (AFM) مطالعه شده است. همچنین ناهمواری سطوح با استفاده از آنالیز AFM برای نمونه های ساخته شده تعیین شد. مطالعات پراش پرتو ایكس ساختار مكعبی شكل با بیشترین شدت در جهت (1 1 1) را نشان داد. اندازه كریستال از D=2/8 nm برای pH=11/23 تا D=3/3nm برای pH=11/90 افزایش پیدا كرده است و از D=3/3 nm برای pH=11/90تا D=1/8nm برای pH=12/20 كاهش یافته است. نتایج آنالیز AFM و SEM نشان می دهد كه لایه های نازك از ذرات غیریكنواخت كروی پوشیده شده است. استوكیومتری و تغییر غلظت عناصر Se , Cd با ضخامت لایه ها در عمق نمونه بوسیله طیف سنجی پس پراكندگی رادرفورد بررسی شد. نسبت Cd به سلنیوم (Cd:Se) در pH=11/90 1:1 است.

Cadmium selenide (CdSe) thin films have been prepared by chemical bath deposition on glass substrates in chemical solution at different pH beginning from 11/23 up to 12/20. The other agents including deposition time, deposition temperature, the concentration of Cd and the concentration of Na2SeSO3 have been kept in constant value of 6h, 60 C , 0/4 M and 0/2 M respectively. The band gap energy of CdSe thin films were determined by using UV-Visible spectra. The energy band gap value decreases from Eg=2/37 eV at pH=11/23 to Eg=1/85 eV at pH=11/90. The structural and surface morphological properties were studied by X-ray diffraction, Scanning Electron Microscopy and Atomic Force Microscopy. In addition, the surface irregularities has been determined by AFM technique. X- ray diffraction studies reveals a cubic structure with preferential orientation along (1 1 1) direction. The crystallite size increases from D=2/8nm at pH=11/23 to D=3/3 nm at pH=11/90 while its value decreases from D=3/3 nm at pH=11/90 to D=1/8 nm at pH=12/20. The result of SEM and AFM analysis exhibit that the CdSe thin films are composed from uniform spherical particles. The stoichiometry and the variation of depth profile concentration of Se & Cd elements for prepared thin films were investigated by Rutherford backscattering spectroscopy. The ratio of Cd to Se is 1:1 in pH=11/90.