تحضير وخصائص اغشية SnO2 : Co الرقيقة النانوية التركيب بتقنية التحلل الكيميائي الحراري == Synthesis and Characterization of Nanostructure SnO2 : Co Thin Films Prepared by Chemical Spray Pyrolysis Technique
Author name:
اماني علي صكب عبيس
Supervisor name:
ناهدة بخيت حسن
General topic:
Physics
Specific topic:
Physics
Degree:
Master
University:
University of Babylon - College Of Science For Girls - Physics Department
Language:
English
University location:
Babylon
First pages:
26T1619 - p.pdf
Abstract:
تم تحضير اغشية ثاني اوكسيد القصدير النقية والمشوبة بالكوبلت ذات الشفافية والتوصيلية العالیة على قواعد زجاجیة بدرجة حرارة(673±10)K وبمعدل رش 4 ثواني لكل دقيقة وبزمن ترسيب قدره 25 دقيقة باستخدام تقنیة الرش الكیمیائي الحراري لمحلول رابع كلورید القصدیر المائي. تمت دراسة الخصائص التركیبیة والبصریة والكهربائية والتحسسية للاغشیة المحضرة عند تراكيز مختلفه للكوبلت((2,4,6 and 8%. تم فحص التركيب البلوري للاغشية بطريقة حيود الاشعة السينية (XRD) واوضحت النتائج ان جميع الاغشية المحضرة كانت متعددة التبلور ذات تركيب رباعي وان الحجم الحبیبي يزداد بزیادة تركیز الشوائب وان بعض الخصائص التركیبیة تتغیر باضافة الشوائب ولها اتجاه تفضیلي باتجاه المستوي (110) ، تمت دراسة طوبوغرافیة وخشونة السطح باستخدام مجھر القوة الذریة(AFM) حيث بينت النتائج زيادة الحجم الحبيبي مع زيادة تركيز الكوبلت وكذلك زيادة الخشونة مع زیادة تركیز الشوائب لغایة (4%) حيث يصل الى اقصى قيمه ((77.2 نانومتر. بينما يقل عند زيادة تركيز الشوائب اكثر من (4%). الخصائص البصرية للاغشية المحضرة بسمك (160 ± 3 nm) تم دراستها باستخدام قياسات النفاذية البصرية في المنطقة الطيفية (300 - 1100 nm) ، وبینت النتائج ان زيادة التشويب ادت الى نقصان في النفاذیة وفجوة الطاقة وزیادة في معامل الامتصاص. الخصائص الكهربائية تشمل التوصيلية الكهربائية المستمرة وتاثير هول. اشارت النتائج ان الاغشية تمتلك طاقتي تنشيط ( Ea1 , Ea2 )، وقد وجد ان التوصيلية الكهربائية المستمرة تزداد مع زيادة النسب الحجمية للكوبلت وكانت توصيلية جميع الاغشية من النوع السالب ((n - type. من خلال قياسات الخصائص التحسسية للاغشية الرقيقة لغاز ( NO2 ) اظهرت تحسسية جيدة عند حرارة تشغيل (200)oC وقد وجد ان افضل تحسسية تم الحصول عليها للاغشية الرقيقة هي82.196% عند نسبة تشويب 2%Co. | Highly transparent and conductive thin films of SnO2 and SnO2 : Co have been prepared on glass substrates at temperature (673 ±10) K with spray time 4s for each minute and deposition time 25 minute. Using spray pyrolysis technique from SnCl4.5H2O precursor. Structural , optical, electrical and sensing properties were studied under preparation conditions like doping concentration of cobalt (2,4,6 and 8 Vol.%). The structural properties were characterized by X - ray diffraction (XRD) analysis, the result has shown that all the prepared films are polycrystalline with a tetragonal crystal structure and the films are preferentially oriented along the (110) direction. The surface morphology of the deposits films has been studied by using atomic force microscope (AFM), the results has shown increasing of the grain size with increasing of Co concentrations, the surface roughness increased with increasing Co concentrations and reached a maximum of (77.2) nm at 4 Vol.%. while, it has decreased with further increases in concentration (higher than 4 Vol.%). The optical properties of the films, which were prepared with thickness of (160 ± 3) nm, have been determined by using the optical transmittance measurements in the spectral region from 320 nm to 1100 nm. The results have shown that the doping caused to decrease the transmittance and energy gap while it has caused to increase the absorption coefficient. The electrical properties included D.C conductivity and Hall effect have been studied. The results have showed that the prepared films are n - type , and have two activation energies (Ea1 , Ea2) . It has been found that the electrical D.C conductivity increases with increasing of the Co concentration. From the sensing properties measurements of thin films for ( NO2 ) gas it is shown that the films is a good sensor to this gas. It is found the best sensitivity of thin films is 82.196% at doping concentration 2%Co
