اسم المؤلف:
هبة نوري ذاكر
اسم المشرف:
علي جاسم محمد الجابري
المستخلص:
في هذا البحث تم تحضير اغشية ثنائي اوكسيد القصدير SnO2 النقية والمشوبة بالانديوم (In ) وبنسب تشويب مختلفة (5,10,15) % بطريقة الرش الكيميائي الحراري حيث رسبت على قواعد زجاجية .الجزء الاول من البحث تضمن دراسة الخصائص الفيزيائية للاغشية المحضرة : التركيبية , الكهربائية والتحسسية (الكهرواجهادية والامبيرومترية) حيث درست بشكل مكثف.طبوغرافية السطح للاغشية درست بتوظيف حيود الاشعة السينية والمجهر الماسح الالكتروني (SEM) ومجهر القوة الذري (AFM) . تاثير كبير لتركيز ايونات الانديوم على طوبوغرافية السطح تمت ملاحظته , حيث ان صور مجهر القوة الذري بينت تاثير زيادة تركيز ايونات الانديوم على كل من الخشونة ومعدل الحجم الحبيبي , اضافة الى تناقص الحجم الحبيبي من 136.16 الى 73.53 نانومتر في حين ازدادت الخشونة من 1.04 الى 2.86 وهذا بسبب وجود عدد من الهضاب التي توزعت بشكل عشوائي على السطح. اثبتت قياسات حيود الاشعة السينية ان الاغشية المحضرة بالرش ذات تركيب متعدد التبلور من نوع رباعي (Tetragonal) وباتجاه تفضيلي عند المستوي ,(110)مع وجود ثلاث قمم صغرى تعود للمستويات 101)),(200),(200) وهذه القمم تصغر وتضمحل بزيادة نسبة الاشابة بالانديوم .درست الخصائص الكهربائية المتضمنة منحني (I - V) عند الظلام , فقد بينت النتائج ان التيار المستمر يزداد مع زيادة نسبة الاشابة بالانديوم .الجزء الثاني من البحث فقد تضمن دراسة خصائص التحسس للاغشية المحضرة وبالذات الخصائص الكهرواجهادية , وتم اجراء القياسات بتعريض الاغشية لموجات تضاغطية بمدى واسع من الترددات (1 kHz - 10 MHz) ولفولتية انحياز ضمن المدى (0 - 15 V) لثلاث اوساط : الهواء , الماء ومحلول الكلوكوز المائي , وتم تسجيل التردد الرنيني المناظر لكل قيمة من قيم تركيز الكلوكوز (0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25)% لكل من الاغشية النقية والمشوبة انفة الذكر.استنادا الى ماذكر اعلاه فان بلورة ثنائي اوكسيد القصدير واحدة من البلورات الكهرواجهادية وذلك من خلال الاستجابة الجيدة للاغشية للترددات الرنينية , لقد اجريت القياسات المذكورة لتراكيز مختلفة عند درجة حرارة الغرفة وقد وجد ان تيار التحسس يزداد بزيادة تركيز الكلوكوز ويتناقص مع زيادة نسبة الاشابة بالانديوم . تزداد الخصائص التحسسية الكهرواجهادية والتيار بازدياد نسب الكلوكوز وازدياد نسب الاشابة بالانديوم وافضل تحسس عند 15% من تركيز الاشابة بالانديوم | In the present work, undoped SnO2 films and doped with In films with various doping concentration 5, 10 and 15% are prepared in chemical spray deposition method in which the films are deposited on glass substrates. The first part of the work studies the physical properties of the as deposited pure and In doped SnO2 thin films, including . Structural, electrical, and sensing (piezoelectric and amperomtric) properties of these films have been studied intensively. The surface topography of the films is studied by using the X - ray diffraction,and the Scanning Electron Microscopy (SEM) and the Atomic Force Microscopy(AFM)the influence of the indium concentration on film surface morphology has been cosederd . Film roughness (RMS) and average grain size are affected by varying indium addition concentrations, XRD measurements have proven that the sprayed films are polycrystalline structural of a tetragonal type with the (110) plane as preferential crystallographic orientation for all prepared samples in addition to three small peaks belong to the (101), (200) and (211) planes, these peaks decrease and vanishe with increasing of doping concentration. The grain size decreases from 136.16 to73.53nm and the roughness incrrease from 1.04 to 2.86 nm for (5, 10and15)% due to the existence of many hillocks, which are faceted and distributed randomly on the relatively smooth surface.The electrical properties includ (I - V) current in the dark condition have been studied, the results show that direct current increase with the increase of doping concentration. The second part of the work studies the sensing properties of the prepared films in a special case, the sensitive characteristics (piezoelectric). The measurements are carried out by exposing the thin film to mechanical waves in a range of sweeping frequencies of (1 kHz - 10MHz) at bias voltage in the range of (0 - 15V). The characteristic resonance frequency is recorded, due to the glucose concentration of (0.05, 0.1, 0.15, 0.2 and 0.25) in aqueous solution for undoped and doped Indium (5wt.%, 10wt and 15wt.%). The results were showed conclusively that the SnO2 crystal is one of the most candidate piezoelectric crystals, namely that these thin films have good response for resonance frequency. The glucose sensing behavior of the films is observed for various concentrations at room temperature . The sensing current is found to be increase with the increase in the glucose concentration and decreased with increase in a doping concentration. The sensitivity properties for piezoelectric and current increase with increase glucose concentration and increase with increase doping concentration and the best sensitivity at 15% of Indium concentration.
