Fulltext

Influence of substrates on the properties of cerium -doped CdO nanocrystalline thin films

تأثير قواعد الترسيب على خصائص اغشية اوكسيد الكادميوم النانوية CdO الرقيقة المشوبة بالسيريوم Ce

Ahmed Z.Khalaf Al-Janaby احمد زيدان خلف --- Mahmood H. Mayoof محمود هاشم معيوف --- Saadallah F. Hasan سعدالله فياض حسن --- Abubaker S. Mohammed ابوبكر صبار محمد

Iraqi Journal of Physics المجلة العراقية للفيزياء
ISSN: 20704003 Year: 2018 Volume: 16 Issue: 38 Pages: 112-123
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

Transparent thin films of CdO:Ce has been deposited on to glass and silicon substrates by spray pyrolysis technique for various concentrations of cerium (2, 4, and 6 Vol.%). CdO:Ce films were characterized using different techniques such as X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy(AFM) and optical properties. XRD analysis show that CdO films exhibit cubic crystal structure with (1 1 1) preferred orientation and the intensity of the peak increases with increasing's of Ce contain when deposited films on glass substrate, while for silicon substrate, the intensity of peaks decreases, the results reveal that the grain size of the prepared thin film is approximately (73.75-109.88) nm various with increased of cerium content. With a surface roughness of (0.871–16.2) nm as well as root mean square of (1.06-19.7) nm for glass substrate, while for silicon (84.79-107.48) nm, for a pure CdO and doped with Ce (2, 4, and 6 Vol.%). The 300-nm-thin CdO films showed that the optical energy band gap equal 2.6 eV, and increases with increasing doping until reaches a maximum value of 3.25 eV when doping levels 6 Vol.%.

تم ترسيب الاغشية الرقيقة الشفافة لـ CdO المشوبة بالسيريوم Ce على قواعد الزجاج والسيليكون بتقنية التحلل الكيميائي الحراري, وبنسب التشويب مختلفة مع السيريوم وكانت 2, 4, and 6 Vol.%)). تم التعرف على خصائص الاغشية باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية (XRD) ومجهر القوى الذرية (AFM) وكذلك الخصائص البصرية. وبينت فحوصات حيود الاشعة السينية ان اغشية اوكسيد الكادميوم تمتلك تركيب بلوري مكعبي وباتجاه مفضل (111), وان شدة القمم تزداد مع زيادة تركيز السيريوم عند الترسيب على قواعد الزجاج, اما في حالة الترسيب على قواعد السليكون فان شدة القمم تقل. ومن خلال فحوصات مجهر القوى الذرية في حالة الترسيب على قواعد الزجاج وجد ان الحجم الحبيبي للأغشية المحضرة هي (73.75-109.88) nm, وان الخشونة السطحية هي تقريبا (0.871–16.2) nm وان (RMS) هو (1.06-19.7) nm, اما في حالة الترسيب على قواعد السيليكون تبين ان الحجم الحبيبي هو (84.79-107.48) nm للاغشية النقية والمشوبة. بينت الفحوصات البصرية ان الاغشية ذات سمك (300 nm) وتمتلك فجوة طاقة بصرية ((2.6 eV وان هذه القيمة تزداد مع زيادة نسب التشويب لتصل الى اعظم قيمة لها (3.25 eV) عند نسبة تشويب 6 Vol.%.

Keywords

CdO thin film --- structural --- optical properties --- XRD.