پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > فيزیک و مهندسی هسته ای > مقطع دکتری > سال 1395
پدیدآورندگان:
ریحانه بهرامیان [پدیدآور اصلی]، حسین عشقی [استاد راهنما]، احمد مشاعی [استاد راهنما]
چکیده: در سال های اخیر، نیمرسانای اکسید روی (ZnO) مورد توجه زیادی قرار گرفته است. انرژی اکسیتونی بزرگ meV 60 و گاف نواری پهن eV 37/3 آن را برای کاربردهای اپتوالکترونیکی در محدوده فرابنفش مناسب کرده است. نانوساختارهای یک بعدی ZnO همچون نانومیله ها و نانوسیم ها داشتن به نسبت بالای سطح به حجم، کاندیداهای بالقوه برای کاربردهای حسگری و آشکارسازی فرابنفش هستند. در این تحقیق، سنتز و رشد نانوسیم های ZnO به روش رسوب گذاری حمام شیمیایی و عوامل موثر بر کیفیت آنها مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین آشکارساز فرابنفش مبتنی بر فلز-نیمرسانا-فلز (MSM) بر پایه نانوسیم های نیمرسانای ZnO با شکل دادن الکترودهایی از نقره بر روی سطح نانوسیم ها، با موفقیت ساخته شد. عملکرد آشکارساز فوتونی به وسیله مشخصه یابی جریان-ولتاژ در تاریکی و تحت نورتابی توسط دیود نور گسیل فرابنفش، اندازه گیری و سرعت پاسخ، بازده کوانتومی و زمان پاسخ قطعه با قطع و وصل کردن نور فرابنفش سنجیده شد. اثر چگونگی دانه دار کردن زیرلایه بر روی رشد نانوسیم های ZnO و ویژگی های آشکارسازی فرابنفش آنها بررسی شد. دانه دار کردن زیرلایه ها به دو روش انجام شد. در نخستین روش، چندین مرتبه لایه نشانی غوطه وری در محلول استات روی انجام شد و در روش بعدی، با استفاده از کندوپاش مغناطیسی فرکانس رادیویی لایه نازکی از ZnO بر روی زیرلایه قرار گرفت. سپس از زیرلایه های دانه دار شده برای رشد نانوسیم های ZnO به روش رسوب گذاری حمام شیمیایی استفاده شد. مشخصه یابی های متعدد انجام شده بر روی نانوسیم های ZnO نشان داد که دانه دار کردن زیرلایه به هر دو روش منجر به شکل گیری نانوسیم هایی با سطح مقطع شش گوش می شود. زیرلایه آماده شده به روش کندوپاش مغناطیسی از تراکم بالایی برخوردار است. افزایش بازده کوانتومی از % 4 به % 50 و بهبود از مرتبه 3 فوتوجریان آشکارساز فرابنفش تحت نورتابی، برتری زیرلایه دانه دار شده به روش فیزیکی کندوپاش نسبت به روش شیمیایی غوطه وری را نشان می دهد. علاوه بر این، اثر بازپخت بر روی نانوسیم های رشد یافته بر روی زیرلایه دانه دار شده به روش کندوپاش مورد مطالعه قرار گرفت. دو پارامتر دمای باز پخت و اتمسفر (هوا، اکسیژن و آرگون) را متغیر در نظر گرفته و پارامترهای زمان (h1) و آهنگ حرارت دهی (C/min °20) ثابت قرار داده شد. اثر بازپخت بر روی نانوسیم های ZnO در اتمسفر هوا و در دماهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. شدت بالای قله (002) در نقش پراش XRD و افزایش درصد بلورینگی و جذب بالا در محدوده فرابنفش وگسیل فرابنفش تیز در طیف فوتولومینس بیان می کنند که نمونه پخته شده در C°400 از کیفیت بلوری بالاتری برخوردار است. با توجه به این نتیجه، دمای C° 400 دمای بازپخت تمام نمونه ها در نظر گرفته شد و بازپخت در اتمسفرهای اکسیژن و آرگون خالص نیز مورد بررسی قرار گرفت. زمان پاسخ آشکارساز به کمترین مقدار خود (s 6/4) رسید. بازپخت در اتمسفر اکسیژن خالص سبب افزایش قابل ملاحظه قدرت آشکارسازی قطعه ساخته شده گردید. بنابراین، نانوسیم های ZnO رشد یافته بر روی زیرلایه دانه دار شده به روش کندوپاش مغناطیسی در اتمسفر اکسیژن خالص در دماهای مختلف تحت بازپخت قرار گرفتند. نتایج طیف سنجی فرابنفش-مرئی و فوتولومینساس نشان می دهند که افزایش دمای پخت می تواند تاثیر به سزایی بر کارایی نمونه ها بگذارد. همچنین، آلایش دوگانه (Ag,N) نانوسیم های ZnO باعث افزایش شدت قله گسیل فرابنفش در طیف PL و کاهش شدت قله پهن گسیل مرئی شد. سرعت پاسخ بالای آشکارساز MSM بر پایه نانوسیم های ZnO:(Ag,N) نشان می دهد که آشکارساز ساخته شده کیفیت بالایی دارد.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#اکسید روی #نانوسیم #لایه دانه #لایه نشانی غوطه وری #کندوپاش مغناطیسی فرکانس رادیویی #فوتوآشکارساز فرابنفش #اثر باز پخت #آلایش دوگانه (Ag:N) دانلود نسخه تمام متن (رایگان)
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرودیادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده: