TY - JOUR ID - TI - Effects of Mg Concentration of MgxZn1-XO Nanostructure Thin Films by PLD on Optical and Topographical Properties دراسة تاثير محتوى المغنسيوم في اغشية MgxZn1-xO على الخصائص البصرية والطوبوغرافية AU - Ali J.Addie AU - Jehan A.Saimon AU - Adawiya J.Haidar PY - 2013 VL - 31 IS - 7 Part (B) Scientific SP - 846 EP - 858 JO - Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا SN - 16816900 24120758 AB - In this work, MgxZn1-xO thin films were synthesized by pulsed laser deposition technique, the morphology and optical properties of MgxZn1-xO films were characterized by Atomic force microscopy (AFM) and UV-VIS spectroscopy. The MgxZn1-xO films have been deposited on sapphire substrates with different Mg contents (x= 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.6, 0.8, 1), using double frequency Q-switching Nd:YAG laser (532nm), repetition rate (6 Hz) and a pulse duration of (7 ns).The present of hexagonal and cubic structure of MgxZn1-xO thin films was shown from X-ray diffraction measurement. The optical transmission results show that the transparency of the MgxZn1-xO films are greater than 85% in the visible region which increases with the increasing of Mg content. The absorption can be extended to lower wavelength range with higher magnesium contents, which can improve the transparency in the ultraviolet wavelength range. The band gap energy was found to be changed to the higher energy side with the increasing of Mg concentration. By changing Mg content from x=0 to x=1, the optical band gap of MgxZn1-xO films can be tuned from 3.4 eV to 5.9 eV, while the refractive index decreases from (1.96 – 1.75) as Mg-content increases from (0 to 1) at constant wavelength 400nm. This provides an excellent opportunity for bandgap engineering for optoelectronic applications. It is found from the AFM studies that the surface roughness of the films decreases with increasing the Mg content and the smallest grain size (33.8nm) with Mg content (1).

الهدف من البحث هو تحضير اغشية رقيقة من اوكسيد الخارصين - مغنيسيوم (MgxZn1-xO ) باستخدام تقنية الترسيب بالليزر النبضي ودراسة الخصائص التركيبية باستخدام مجهر القوى الذرية، بالاضافة الى دراسة الخصائص البصرية لتلك الاغشية (طيف النفاذية المرئي وفوق البنفسجي).جرى دراسة نمو الاغشية عند درجة حرارة 300°C على قواعد الالومينا وكثافة طاقة الليزر الساقطة 1.6 J/cm2 وباختلاف محتوى المغنيسيوم (x= 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.6, 0.8, 1)باستعمال ليزر النيديميوم- ياك الذي يعمل بتقنية عامل النوعية عند الطول الموجي 532nm بمعدل تكرارية ((6Hz . وضحت قياسات حيود الاشعة السينية وجود التركيب السداسي والمكعب لاغشية .MgxZn1-xO كانت نتائج النفاذية البصرية اعلى من 85% لاغشية اوكسيد الخارصين مغنيسيوم بالمنطقة المرئية من الطيف وتزداد بازدياد محتوى المغنيسيوم. كما يمتد الامتصاص باتجاه الاطوال الموجية الاقصر عند محتوى المغنيسيوم الاعلى مما يحسن من مقدار النفاذية عند الاطوال الموجية الفوق البنفسجية. وجد تغير فجوة الطاقة لاغشية اوكسيد الخارصين مغنيسيوم المرسبة على قواعد الالومينا باتجاه الطاقات الاعلى بزيادة تركيز المغنيسيوم. اذ تتغير فجوة الطاقة البصرية من 3.4 الى 5.9 الكترون فولت عند تغيير محتوى المغنيسيوم من 0 الى 1 , بينما يقل معامل الانكسار من 1.96- 1.75 عند ثبوت الطول الموجي (400) نانومتر، كما لوحظ تأثير مثبط للمغنيسيوم على نمو الحبيبات في الاغشية المحضرة. ER -