Fulltext

Structural, electrical and optical properties of CdS thin films and the effect of annealing on photoconductivity

الخواص التركيبية والكهربائية والبصرية لأغشية CdS الرقيقة وتأثير التلدين على التوصيلية الضوئية

Haidar Jwad Abdul-Ameer Al-Rehamey حيدر جواد عبد الأمير الرهيمي

Iraqi Journal of Physics المجلة العراقية للفيزياء
ISSN: 20704003 Year: 2014 Volume: 12 Issue: 25 Pages: 138-147
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

Cadmium sulfide (CdS) thin films with n-type semiconductor characteristics were prepared by flash evaporating method on glass substrates. Some films were annealed at 250 oC for 1hr in air. The thicknesses of the films was estimated to be 0.5µ by the spectrometer measurement. Structural, morphological, electrical, optical and photoconductivity properties of CdS films have been investigated by X-ray diffraction, AFM, the Hall effect, optical transmittance spectra and photoconductivity analysis, respectively. X-ray diffraction (XRD) pattern shows that CdS films are in the stable hexagonal crystalline structure. Using Debye Scherrerś formula, the average grain size for the samples was found to be 26 nm. The transmittance of the samples was determined from optical trasmittance spectra. It is observed that the direct band gap energy for as deposited and annealed films are (2.55, 2.45) eV, respectively. The effect of annealing at 250 oC for 1hr in air on optical and photoconductivity of films under various intensity of illuminations (43.81 and 115.12) mW/cm2 was studied. The dark and photocurrents of the annealed films were found to be greater than that of as deposited.

حضرت أغشيه رقيقه من مادة كبريتات الكادميوم (CdS) التي تمتلك مميزات اشباه الموصلات من النوع n بطريقة التبخير الحراري الوميضي على أرضيات زجاجية. بعض الأغشية سخنت لدرجة 250 oC في الهواء لمدة ساعة واحده. قيس سمك الأغشية بواسطة المطياف ووجد أنه يساوي 0.5µ. درست الخواص التركيبية و الكهربائية و البصرية و التوصيلية الضوئية لأغشية CdS بواسطة حيود الأشعة السينية و مجهر القوه الذرية و تأثير هول و طيف النفاذية و تحليلات التوصيلية الضوئية على التوالي. أظهرت بيانات حيود الأشعة السينية أن لأغشية الـ CdS تركيب بلوري سداسي مستقر, و قد تم حساب معدل حجم الحبيبات البلورية بأستخدام معادلة ديباي شرر و وجد أنها تساوي 26 nm. حددت نفاذية العينات من القياسات الطيفية، لوحظ أن فجوة الطاقة المباشرة للأغشية غير الملدنة و الملدنه تساوي eV(2.45, 2.55) على التوالي. تم دراسة تأثير تسخين الأغشية لدرجة 250 oC لمدة ساعة واحده في الهواء على الخواص البصرية و التوصيلية الضوئية للأغشية لشدات ضوئية مختلفة (43.81,115.12) mW/cm2. لقد وجد أن تيارات الظلام و الضوء للأغشية الملدنة اكبر من الأغشية الغير ملدنة.

Keywords

CdS thin films --- structural properties --- optical properties --- Hall mobility --- photosensitivity.