research centers


Search results: Found 3

Listing 1 - 3 of 3
Sort by

Article
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

Authors: Ali J.Addie --- Jehan A.Saimon --- Adawiya J.Haidar
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2013 Volume: 31 Issue: 7 Part (B) Scientific Pages: 846-858
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

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.


Article
A Study on Structural and Optical Properties of Nanostructure MgxZn1-xO Thin Films Using Pulsed Laser Deposition
دراسة الخصائص التركيبية والبصرية للاغشية الرقيقة ZnO المشوبة ب Mg ذات التراكيب النانوية باستخدام تقنية الليزر النبضي

Authors: Ali A. Yousif --- Marwa A. Abd-Majeed
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2014 Volume: 32 Issue: 6 Part (B) Scientific Pages: 1030-1050
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

For this paper, films have been grown under various deposition conditions in order to understand the effect of processing on the film properties and to specify the optimum condition, namely substrate at temperatures of 400°C, oxygen pressure (2×10-1) mbar, laser fluence 400 mJ, and with different Mg doping (x=0, 0.02, 0.04, 0.06), using double frequency Q-switching Nd:YAG laser beam (wavelength 532nm), repetition rate (1-6) Hz and the pulse duration of (10 ns), to deposit MgxZn1-xO films on glass substrates with thickness of about 200±10 nm for all MgxZn1-xO films at different deposition condition and the number of laser pulses was 100 pulses. The X-rays spectra revealed that the presence of diffraction peaks indicates that the polycrystalline of the films depended strongly on the Mg-content in the layers. All the grown films is (101) as predominant reflection. The Scanning Electron Microscopy (SEM) images, the average grain size less than 50 nm. From the study of atomic force microscopy (AFM), we can determine the root mean square (RMS) surface roughness of Mg doped ZnO films. The optical properties were characterized by the transmittance and absorption spectroscopy at room temperature, measured in the range from (300 - 900) nm. For all the films, the average transmittance in the visible wavelength region λ = (400 - 800) nm is greater than (70%). The maximum value of the transmittance is greater than (95%) was obtained for these films. (Eg) values of MgxZn1-xO thin films are (3.37, 3.59, 3.82, and 4)eV corresponding to the Mg-content (x = 0, 0.02, 0.04 and 0.06) respectively. In other word, the optical band gap of MgxZn1-xO thin films become wider as Mg-content increases and can be precisely controlled between 3.37 and 4eV.

تم في هذا البحث دراسة نمو الاغشية بظروف ترسيب مختلفة لفهم تاثير طريقة التحضير على خصائص الغشاء و لتحديد افضل الظروف التحضيرية وتتمثل بدرجة الحرارة ,400°C وضغط الاوكسجين(2×10-1) mbar , كثافة طاقة الليزر الساقطة 400mJ وباختلاف تشويب المغنيسيوم (x=0, 0.02, 0.04, 0.06) باستخدام التردد المضاعف لليزر النيديميوم- ياك والذي يعمل بتقنية عامل النوعية عند الطول الموجي 532nm بمعدل تكرارية (1 – 6) هرتز وامد نبضة 10 نانوثانية لترسيب اغشية اوكسيد الخارصين المشوب بلمغنيسيوم MgxZn1-xO على قواعد من الزجاج بسمك 200±10نانومتر وعدد نبضات 100 نبضة لكل الاغشية باختلاف ظروف الترسيب. أطياف الأشعة السينية اثبتت بأن نتائج قمم الحيود تشيرالى ان درجة التبلور للاغشية تعتمد بقوة على كمية المغنيسيوم في الطبقات. جميع الأغشية المنماة تمتلك المستوي (101) كانعكاس سائد هي أغشية ذات تركيب سداسي متعددة التبلور يكون فيها المستوي (101) هو المستوي السائد. قياسات المجهر الالكتروني الماسح فقد وجد ان معدل الحجم الحبيبي كان اقل من50 نانومتر . من دراسة مجهر القوى الذرّيه نسطيع أن نحدد مربع الجذر المتوسط (RMS) لخشونة سطح اغشية اوكسيد الخارصين المشوبة بالمغنيسيوم. الخصائص البصرية تمت دراستها بوساطة قياس طيف النفاذية والامتصاصية عند درجة حرارة الغرفة, لمدى طول موجي يتراوح من (300 - 900) nm . معدل النفاذية لجميع الأغشية للمنطقة المرئية من الطيف λ = (400 - 800) nm تكون اكبر من ( 70 % ) وتصل في احدى النماذج لاكثر من ( 95 %) . ان قيم فجوة الطاقة ( (Egلهذه الأغشية تساوي ( 3.37, 3.59, 3.82, 4) الكترون- فولت لكل من التراكيز ( x = 0, 0.02, 0.04, 0.06) على التوالي. كما ان قيم فجوة الطاقة تزداد بزيادة نسبة المغنيسيوم في الأغشية ويمكن التحكم بقيمة فجوة الطاقة بالضبط بين (3.37 و (4 الكترون – فولت.


Article
Synthesis and studying of structural, surface topography and optical properties of MgxZn1-xO thin Films by spray pyrolysis method
تحضير ودراسة الخصائص التركيبية وطبوغرافية السطح والبصرية لأغشية MgxZn1-xO الرقيقة بالرش الحراري

Author: Mustafa D. Jaafer مصطفى ضياء جعفر
Journal: Journal of Kufa - physics مجلة الكوفة للفيزياء ISSN: 20775830 Year: 2017 Volume: 9 Issue: 2 Pages: 103-113
Publisher: University of Kufa جامعة الكوفة

Loading...
Loading...
Abstract

In the present paper, MgxZn1-xO thin films were synthesized with a wide composition range x=(0.25, 0.5, 0.75) using a spray polyposis technique at 450 °C. The X-ray data analysis revealed that the films were polycrystalline with hexagonal and cubic structures. The preferential orientation of all films was absorbed along (002). Structural parameter such as average crystallite size, dislocation density and micro-striation were also investigated. AFM results show that the surface topography and the surface quality of the deposited thin film can be controlled by the Mg2+ content of MgxZn1-xO thin films. The UV-Visible analysis show that the optical absorption values decrease with the increase of Mg2+ concentration. It is observed that the band gap increases as the Mg2+ concentration increases. The reflectance spectra of MgxZn1-xO thin films shifted towards the lower wavelength with the increase of Mg2+ concentration. The extinction coefficient was slightly decreased and shifted towards higher energies with the increase of Mg2+ contents. These results demonstrate the high quality of single crystal MgxZn1-xO films and their potential in high-performance deep ultraviolet optoelectronic devices.

في هذا البحث، تم تحضير اغشية رقيقة MgxZn1-xO مع تراكيز متغيرة x=(0.25, 0.5, 0.75) باستخدام تقنية الرش الحراري عند درجة 450 0C. اظهرت نتائج فحص حيود الأشعة السينية أن الاغشية كانت متعددة التبلور بتراكيب سداسية ومكعبة. ووجد انالاتجاه المفضل جميع الاغشية على طول المستوي (002). كما تم قياس المعلمات التركيبية مثل متوسط حجم البلورات، وكثافة تمركز البلورات، والمسافة بين البلورات. وأظهرت نتائج AFM أن تضاريس السطح وجودة السطح من الاغشية الرقيقة يمكن السيطرة على Mg2+ من قبل تراكيز اغشية MgxZn1-xO. وأظهر تحليل الفحوصات البصرية للأشعة المرئية - فوق البنفسجية أن قيم الامتصاص البصري تنخفض مع زيادة تركيز Mg2+. ويلاحظ أن فجوة الطاقة تزداد مع زيادة تركيز Mg2+. ان طيف الانعكاسية لأغشية MgxZn1-xOأزيح نحو الطول الموجي الاقل مع زيادة تركيز Mg2+. كذلك انخفض معامل الخمود قليلا وأزيح نحو طاقات أعلى مع زيادة تركيز Mg2+. هذه النتائج تثبت جودة عالية لأغشية MgxZn1-xO احادية التبلور , ايضاً امكانية عالية الأداء للنبائط الكهروضوئية فوق البنفسجية .

Listing 1 - 3 of 3
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (3)


Language

English (3)


Year
From To Submit

2017 (1)

2014 (1)

2013 (1)