research centers


Search results: Found 1

Listing 1 - 1 of 1
Sort by

Article
Effect of annealing temperature on the structural and optical properties of ZnS thin films deposited by CBD
تأثير المعاملة الحرارية على الخواص التركيبية والضوئية للأغشية الرقيقة لمركب كبريتيد الخارصين ZnS المحضرة بطريقة ترسيب الحمام الكيميائي.

Author: Mohammad M. Ali* محمـــــــد محســــن علي
Journal: basrah journal of science البصرة للعلوم ISSN: 18140343 Year: 2015 Volume: 33 Issue: 1A Pages: 156-181
Publisher: Basrah University جامعة البصرة

Loading...
Loading...
Abstract

Zinc sulfide thin films were deposited on glass substrates by using chemical bath deposition (CBD) technique at 90oCand annealed at different temperatures (250, 300 and 350oC) in air for 30 minutes. The chemical bath contains the solutions of thiourea, zinc sulphate, ammonia and hydrazine hydrate. Effect of annealing temperature on the microstructure and optical properties of ZnS thin films were investigated. The structural and optical properties of ZnS thin films were characterized using X-ray diffraction [XRD] and UV-Visible-NIR spectrometry. The XRD analyses indicate that ZnS thin films have zinc blende (cubic) structures with (111) preferential orientation. The structural parameters like lattice parameter, crystallite size, micro strain and dislocation density are calculated. The crystallinity is apparently improved with the increase of annealing temperature. The average grain size was found to be 1.9198 nm and after annealing the grain size was 2.1612 nm, 4.2821 nm and 5.7720 nm respectively (grain size increase with the increase of annealing temperatures, whereas dislocation density and micro strain decreases with the increase of annealing temperatures). It is also found that film surface changes to ZnO after the film is annealed at 300-350oC. The transmittance, absorbance and reflectance are recorded in the range of 300-1000 nm, the optical band gap is direct with a value of 3.85eV, but this value decreased to 3.42eV with annealing temperature at 350oC. The result showed that the CBD ZnS thin films annealed at 350oC exhibit the highest transmittance of about 95.50%. The refractive index(n), extinction coefficient(k), optical conductivity and real and imaginary parts of dielectric constant are evaluated. Additionally, the increase of annealing temperature will increase the pores in films, which results in the decrease of refractive indices and increase of extinction coefficients of the film.

حضرت الاغشية الرقيقة لمركب كبريتيد الخارصين ZnS على القواعد الزجاجية باستخدام تقنية ترسيب الحمام الكيميائي (CBD) بدرجة حرارة ترسيب 90oC للحمام المائي وقد تم معاملة تلك الأغشية الرقيقة حراريا بدرجات حرارية مختلفة (250, 300 and 350oC) في الهواء وبزمن قدره 30 دقيقة. يحتوي الحمام الكيميائي على محاليل الثيوريا وكبريتات الخارصين والامونيا وهيدرات الهيدرازين. تم التحقق من تأثير درجة حرارة المعاملة الحرارية على خواص التراكيب الدقيقة ( المجهرية ) والضوئية للأغشية الرقيقة لمركب ZnS . تم تشخيص الخواص التركيبية والضوئية للأغشية الرقيقة لمركب ZnS بواسطة حيود الاشعة السينية ومطياف الأشعة فوق البنفسجية-والمرئية-والقريبة من تحت الحمراء (UV-VIS-NIR) . تشير تحليلات حيود الاشعة السينية الى ان الأغشية الرقيقة لمركب ZnS تمتلك التركيب البلوري المكعب (zinc blende) وبأتجاه نمو مفضل (111) . تم حساب المعاملات التركيبية مثل معامل الشبيكة والحجم البلوري (الحبيبي) والأجهاد الدقيق وكثافة الأنخلاع. نلاحظ تحسن التبلور مع الزيادة بدرجة حرارة المعاملة الحرارية، وقد كان معدل الحجم الحبيبي قبل المعاملة (1.9198 nm) وبعد المعاملة الحرارية اصبح (2.1612 nm) و (4.2821 nm) و (5.7720 nm) على التوالي ( وذلك يدل على ان الحجم الحبيبي يزداد بزيادة درجة حرارة التلدين، بينما يقل الاجهاد الدقيق وكثافة الانخلاع مع زيادة درجة حرارة التلدين ). كذلك وجدنا تغير سطح الغشاء لمركب ZnS الى ZnO بعد معاملة الأغشية بدرجة حرارة ما بين 300-350oC . تم تسجيل النفاذية والامتصاصية والانعكاسية لأغشية ZnS بمدى الاطوال الموجية 300-1000 nm ، تم حساب فجوة الطاقة للانتقال المباشر وكانت قيمتها 3.85eV ولوحظ نقصان فجوة الطاقة الى 3.42eV مع التلدين. نلاحظ من دراسة النفاذية ان الأغشية الملدنة بدرجة حرارة 350oC تمتلك أعلى نفاذية بحدود 95.50% . تم حساب معامل الانكسار ومعامل الخمود وكذلك الجزء الحقيقي والجزء الخيالي للثوابت البصرية والتوصيلية الضوئية. أن زيادة درجة حرارة التلدين تعمل على زيادة المسامات في الأغشية، والتي ينتج عنها نقصان في معامل الانكسار وزيادة في معامل الخمود للغشاء.

Listing 1 - 1 of 1
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (1)


Language

English (1)


Year
From To Submit

2015 (1)