Структурні та оптичні властивості тонких плівок із суміші ZnO/NiO
Анотація
У цьому дослідженні були підготовлені суміші оксиду нікелю (NiO) і цинку (ZnO) у різних пропорціях у вигляді тонких плівок на скляних підкладках високої чистоти за допомогою техніки піролізу. При цьому зразки сумішей осаджували з двох розчинів нітрату нікелю (Ni(NO3)2·6H2O) і ацетату цинку C4H6O4Zn·2H2O), змішаних у різних пропорціях. Потім були досліджені оптичні та структурні властивості підготовлених зразків. Виявлено, що коефіцієнт пропускання зменшується зі збільшенням відсотка оксиду нікелю, що означає, що збільшення оксиду цинку покращує пропускання в усіх досліджуваних спектральних полях. Зразки з вищим вмістом оксиду цинку (ZnO) мають дві енергетичні щілини. Методом скануючої електронна мікроскопія (SEM) показано, що морфологія поверхні плівок має відносно однорідний склад, де спостерігалося, що збільшення частки оксиду цинку призводить до появи гранул оксиду цинку.
Завантаження
Посилання
N.E. Duygulu, A.O. Kodolbas, and A. Ekerim, “Influence of r.f. power on structural properties of ZnO thin films,” Journal of Crystal Growth, 381, 51 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2013.07.008
Y. Wang, and Benli Chu, “Structural and optical properties of ZnO thin films on (111) CaF2 substrates grown by magnetron sputtering,” Superlattices and Microstructures, 44(1), 54 (2008). https://doi.org/10.1016/j.spmi.2008.01.024
M.G. Tsoutsouva, C.N. Panagopoulos, D. Papadimitriou, I. Fasaki, and M. Kompitsas, “ZnO thin films prepared by pulsed laser deposition,” Materials Science and Engineering: B, 175(6), 480 (2011). https://doi.org/10.1016/j.mseb.2010.03.0591776
C.W. Hsu, T.C. Cheng, C.H. Yang, Y.L. Shen, J.S. Wu, and S.Y. Wu, “Effects of oxygen addition on physical properties of ZnO thin film grown by radio frequency reactive magnetron sputtering,” Journal of Alloys and Compounds, 509(5), 1774 (2011). https://doi:10.1016/j.jallcom.2010.10.037
L. Ding, M. Boccard, G. Bugnon, M. Benkhaira, S. Nicolay, M. Despeisse, F. Meillaud, and C. Ballif, “Hightly transparent ZnO bilayers by LP-MOCVD as front electrodes for thin-film micromorph silicon solar cells,” Solar Energy Materials and Solar Cells, 98, 331 (2012). https://doi.org/10.1016/j.solmat.2011.11.033
H. Zhu, J. Hüpkes, E. Bunte, and S.M. Huang, “Study of ZnO:Al films for silicon thin film solar cells,” Applied Surface Science, 261(15), 268 (2012). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.07.159
R. Mariappan, V. Ponnuswamy, P. Suresh, N. Ashok, P. Jayamurugan, and A.C. Bose, “Study of ZnO:Al films for silicon thin film solar cells,” Superlattices and Microstructures, 71, 238 (2014). https://doi.org/10.1016/j.spmi.2014.03.029
J.P. Atanas, R.A. Asmar, A. Khoury, and A. Foucaran, “Optical and structural characterization of ZnO thin films and fabrication of bulk acoustic wave resonator (BAW) for the realization of gas sensors by stacking ZnO thin layers fabricated by e-beam evaporation and RF magnetron sputtering techniques,” Sensors and Actuators A: Physical, 127(1), 49 (2006). https://doi.org/10.1016/j.sna.2005.11.065
E. Fortunato, P. Barquinha, A. Pimentel, A. Gonçalves, A. Marques, L. Pereira, and R. Martins, “Recent advances in ZnO transparent thin film transistors,” Thin Solid Films, 487(1–2), 205 (2005). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2005.01.066
T. Minami, J.I. Oda, J.I. Nomoto, and T. Miyata, “Effect of target properties on transparent conducting impurity-dopedZnO thin films deposited by DC magnetron sputtering,” Thin Solid Films, 519(1), 385 (2010). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2010.08.007
R. Serhane, S. Abdelli-Messaci, S. Lafane, H. Khales, W. Aouimeur, A. Hassein-Bey, and T. Boutkedjirt, “pulsed laser deposition of piezoelectric ZnO thin films for bulk acoustic wave devices,” Applied Surface Science, 288, 572 (2014). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.10.075
S.Y. Lee, E.S. Shim, H.S. Kang, S.S. Pang, J.S. Kang, “Fabrication of ZnO thin film diode using laser annealing,” Thin Solid Films, 473(1), 31 (2005). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2004.06.194
R. Jayakrishnan, K. Mohanachandran, R. Sreekumar, C.S. Kartha, and K.P. Vijayakumar, “ZnO thin films with blue emission grown using chemical spray pyrolysis,” Materials Science in Semiconductor Processing, 16(2), 326 (2013). https://doi.org/10.1016/j.mssp.2012.10.003
P. Jongnavakit, P. Amornpitoksuk, S. Suwanboon, and T. Ratana, “Surface and photocatalytic properties of ZnO thin film prepared by sol-gel method,” Thin Solid Films, 520(17), 5561 (2012). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2012.04.050
S.F. Hasim, M.A.A. Hamid, R. Shamsudin, and A. Jalar, “Synthesis and characterization of ZnO thin films by thermal evaporation,” Journal of Physics and Chemistry of Solids, 70(12), 1501 (2009). https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2009.09.013
E. Fazio, A.M. Mezzasalma, G. Mondio, T. Serafino, F. Barreca, and F. Caridi, “Optical and structural properties of pulsed laser ablation”, Applied Surface Science, 257(6), 2298 (2011). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.09.092
L. Ai, G. Fang, L. Yuan, N. Liu, M.W. Wang, C. Li, Q. Zhang, J. Li, and X. Zhao,” Influence of substrate temperature onelectrical and optical properties of p-type semitransparent conductive nickel oxide thin films deposited by radiofrequency sputtering,” Applied Surface Science, 254(8), 2401(2008). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2007.09.051
H.L. Chen, Y.M. Lu, and W.S. Hwang, “Characterization of sputtered NiO thin films,” Surface &Coating Technology, 198, 138 (2005). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2004.10.032
H.L. Chen, and Y.S. Yang, “Effect of crystallographic orientation on electricalproperties sputter-deposited nickel oxide thin films,” Thin solid Films, 516(16), 5590 (2008). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2007.07.03
Y. Lin, T. Xie, B. Cheng, B. Geng, and L. Zhang, “Ordered nickel oxide nanowire arrays and their optical absorptionproperties,” Chemical Physics Letters, 380, 521 (2003). https://doi.org/10.1016/j.cplett.2003.09.066
B. Sasi, K. Gopchandran, P. Manoj, P. Koshy, P. Rao, and V.K. Vaidyan, “Preparation of transparent and semiconducting NiO films,” Vacuum, 68(8), 149 (2003). https://doi.org/10.1016/S0042-207X(02)00299-3
J. Peng, Z. Xu, S. Wang, Q. Jie, and C. Chen, “Preparation and Performance of nickel oxide films by Ion beam sputtering deposition and oxidation annealing,” Sensors and Materials, 22(8), 409-416 (2010). https://doi.org/10.18494/SAM.2010.633
S.Z. Khan, Y. Yuan, A. Abdolvand, M. Schmidt, P. Crouse, L. Li, Z. Liu, et al., “Generation and characterization of NiO nanoparticles by continuous wave fiber laser ablation in liquid”, Journal Nanopart Research, 11, 1421 (2009). https://doi.org/10.1007/s11051-008-9530-9
P.S. Patil, and L.D. Kadam, “Preparation and characterization of spray pyrolyzed nickel oxide (NiO) thin films,” Applied Surface Science, 199, 211 (2002). https://doi.org/10.1016/S0169-4332(02)00839-5
V. Patil, S. Pawar, M. Chougule, P. Godse, R. Sakhara, S. Sen, and P. Joshi, “Effect of annealing on structural, morphological, electrical and optical studies of nickel oxide thin films,” Journal of surface engineered Materials and Advanced technology, 1, 35 (2011). https://doi:10.4236/jsemat.2011.12006
J. Wang, P. Yang, X. Wei, and Z. Zhou, “Preparation of NiO two-dimensional grainy films and their high-performance gas sensors for ammonia detection,” Nanoscale Research Letters, 10(1), 1 (2015). https://doi.org/10.1186/s11671-015-0807-5
S. Ilican, Y. Caglar, M. Caglar, and F. Yakuphanoglu, “Electrical conductivity, optical and structural properties of indium-doped ZnO nanofiber thin film deposited by spray pyrolysis method,” Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 35, 131 (2006). https://doi.org/10.1016/j.physe.2006.07.009
H.L. Chen, Y.M. Lu, and W.S. Hwang, “Effect of film thickness on structural and electrical properties of sputter-deposited nickleoxide films,” Materials Transactions, 46(4), 872-879 (2005). https://doi.org/10.2320/matertrans.46.872
Y. Aoun, B. Benhaoua, B. Gasmi, and S. Benramache, “Structural, optical and electrical properties of zinc oxide (ZnO) thin films deposited by a spray pyrolysis technique,” Journal of Semiconductors, 36(1), 013002 (2015). https://doi.org/10.1088/1674-4926/36/1/013002
A.S. Riad, S.A. Mahmoud, and A.A. Ibrahim, “Structural and DC electrical investigations of ZnO thin films prepared by spray pyrolysis technique,” Physica B: Condensed Matter, 296(4), 319 (2001). https://doi.org/10.1016/S0921-4526(00)00571-8
D.P. Padiyan, A. Marikani, and K.R. Murali, “Influence of thickness and substrate temperature on electrical and photoelectrical properties of vacuum-deposited CdSe thin films,” Materials Chemistry and Physics, 78(1), 51 (2003). https://doi.org/10.1016/S0254-0584(02)00211-0
M. Mekhnache, A. Drici, L. Saad Hamideche, H. Benzarouk, A. Amara, L. Cattin, J.C. Bernède, and M. Guerioune, “Properties of ZnO thin films deposited on (glass, ITO and ZnO:Al) substrates,” Superlattices and Microstructures, 49)5), 510 (2011). https://doi.org/10.1016/j.spmi.2011.02.002
S. Ilican, Y. Caglar, “Preparation and characterization of ZnO thin films deposited by sol-gel spin coating method,” J. of optoelectronics and advanced materials, 10(10), 2578-2583 (2008).
E. Avendaño, L. Berggren, G.A. Niklasson, C.G. Granqvist, and A. Azens, “Electrochromic materials and devices: brief survey and new data on optical absorption in tungsten oxide and nickel oxide films,” Thin Solid Films, 496, 30 (2006). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2005.08.183
A. Rahal, S. Benramache, and B. Benhaoua, “Substracte Temperature Effect onOptical property of ZnO Thin Films,” Engineering Journal, 18(2), 81 (2013). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2005.08.183
E.S. Tüzemen, S. Eker, H. Kavak, and R. Esen, “Dependence of film thickness on the structural and optical properties of ZnO thin films,” Appl. Surf. Sci. 255(12), 6195 (2009). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2009.01.078
A.U. Mane, and S.A. Shivashankar, “MOCVD of cobalt oxide thin films: dependence of growth, microstructure, and optical properties on the source of oxidation,” J. Cryst. Growth, 254(3-4), 368 (2003). https://doi.org/10.1016/S0022-0248(03)01156-4
Авторське право (c) 2023 Алі Аміар, Окба Белахсен, Мебрук Гугал, Мурад Мімуні, Гані Ріхі, Мохаммед Садок Махбуб, Яміна Бенкріма
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
