بررسی اثر غلظت یون غیرفلزی در نیمه رسانای نانو ساختار کادمیم سلنید در حالت لایه های نازک با قابلیت کاربری در رادارها

حاتمی, حمیدرضا; قبادی, نادر; مهرپرور, داریوش; فرخزادی, محمد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه ملایر

² گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

³ گروه ریاضی، دانشگاه فنی و حرفه ای تهران

چکیده

در این کار تلاش بر مهیا کردن ساخت لایه های نازک نانوساختار کادمیم سلنید(CdSe) بر مبنای روش محلولی ساده لایه نشانی حمام شیمیایی (CBD) شده است که از لحاظ تجاری پیش ماده ای ارزان و در دسترسی دارد. در روش لایه نشانی حمام محلول شیمیایی، عوامل ساخت، نقش قابل ملاحظه ای را ایفا کرده و خواص فیزیکی محصول نهایی را تعیین می کنند. در این پژوهش، تأثیر یک عامل مهم، غلظت محلول های اولیه یون سلنیم که یکی از مهمترین فاکتورهای تشکیل دهنده کادمیم سلنید است و مشاهده خواهد شد که تغییر غلظت این یون غیرفلزی، نوع ساختار الکترونی ماده را به شدت تحت تاثیر خود قرار می دهد. بر خلاف روش های کند وپاش، در روش رسوبگیری از محلول شیمیائی، کنترل بالائی در تشکیل رسوبهای جامد با ترکیبهای مختلف ترکیبات دوتائی فلز و غیرفلز وجود دارد. تغییر غلظت یون سلنید اندازه گاف انرژی نواری را تغییر می دهد. مشاهده شده است با افزایش غلظت یون غیرفلزی سلنید، گاف انرژی افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مواد پیشرفته (نانو مواد،جاذب، چسبنده‌ها، لغزنده‌ها، آتش‌گیرها و...)

عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of non-metal ion concentration in cadmium selenide nanostructure semiconductors in the state of thin films

نویسندگان [English]

Hamidreza Hatami ¹
Nader Ghobadi ¹
Dariush mehrparvar ²
Mohammad Farokhzadi ³

¹ Department of Physics, Faculty of Science, Malayer University

² 1-Department of Physics, Faculty of Science, Malayer University, Malayer, Iran

³ Department of Mathematics, Technical and Vocational University of Tehran

چکیده [English]

In this work, an attempt was made to prepare thin layers of nanostructured cadmium selenide (CdSe) based on a simple solution method of chemical bath deposition (CBD), which commercially has an accessible precursor. In the chemical solution bath layering method, manufacturing factors play a significant role and determine the characteristics of the final product. In this research, the effect of an important factor, the concentration of primary solutions of selenium and cadmium ions, which is one of the most important factors in the formation of cadmium selenide, and it will be observed that the change in the concentration of these metal and non-metal ions strongly affects the type of electronic structure of the material. In comparison with the sputtering methods, in the chemical solution deposition method, there is a high control in the formation of solid deposits with different combinations of metal and non-metal binary compounds. Changing the selenide ionconcentration changes the size of the energy band gap. It has been observed that the energy gap increases with the increase of selenide non-metal ion concentration.

کلیدواژه‌ها [English]

nonmetal ion concentration
chemical solution concentration
bandgap
Stochiometry

مراجع

[1] Granitzer P., Rumpf K., Nanostructured Semiconductors: From Basic Research to Applications, Taylor & Francis Group, 2014.

[2] Yi G.C., Semiconductor Nanostructures for Optoelectronic Devices: Processing, Characterization and Applications, Springer Berlin Heidelberg, 2012.

[3] Thangaraju B., Kaliannan P., Spray pyrolytically deposited PbS thin films, Semiconductor science and technology, 15, 849-856, 2000.

[4] El-Menyawy E.M., Mahmoud G.M., Ibrahim R.S., Terra F.S., El-Zahed H., El Zawawi I.K., Structural, optical and electrical properties of PbS and PbSe quantum dot thin films, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 27, 10070-10077, 2016.

[5] Preetha K.C., Remadevi T.L., Band gap engineering in PbSe thin films from near-infrared to visible region by photochemical deposition method, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 25, 1783-1791, 2012.

[6] Bhat T.S., Vanalakar S.A., Devan R.S., Mali S.S., Pawar S.A., Ma Y.R., Hong C.K., Kim J.H., Patil P.S., Compact nanoarchitectures of lead selenide via successive ionic layer adsorption and reaction towards optoelectronic devices, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 27, 4996-5005, 2016.

[7] Hens Z., Kooij E.S., Allan G., Grandidier B., Vanmaekelbergh D., Electrodeposited nanocrystalline PbSe quantum wells: synthesis, electrical and optical properties, Nanotechnology, 16, 339-343, 2005.

[8] Kim S.J., Nanostructured photovoltaic devices for next generation solar cell, State University of New York at Buffalo, 2008.

[9] Kumar S., Sharma T.P., Zulfequar M., Husain M., Characterization of vacuum evaporated PbS thin film, Physica B: Condensed Matter, 325, 8-16, 2003.

[10] Lincot D., Hodes G., Chemical solution deposition of semiconducting and non-metallic films: proceedings of the international symposium, Electrochemical Society, 2006.

[11] Mane R.S., Lokhande C.D., Chemical deposition method for metal chalcogenide thin films, Materials Chemistry and Physics, 65, 1-31, 2000.

[12] Choi J.J., Lim Y.F., Santiago-Berrios ME.B., Oh M., Hyun B.R., Sun L., Bartnik A.C., Goedhart A., Malliaras G.G., Abruña H.D., Wise F.W., Hanrath T., PbSe nanocrystal excitonic solar cells, Nano Letters, 9, 3749-3755, 2009.

[13] Kamat P.V., Quantum dot solar cells. semiconductor nanocrystals as light harvesters, The Journal of Physical Chemistry C, 112, 18737-18753, 2008.

[14] Ma W., Luther J.M., Zheng H., Wu Y., Alivisatos A.P., Photovoltaic devices employing ternary PbS_xSe_1-x nanocrystals, Nano Letters, 9, 1699-1703, 2009.

[15] Dang H., Nanostructured semiconductor device design in solar cells, University of Kentucky, 2015.

[16] Sargent E.H., Infrared quantum dots, Advanced Materials, 17, 515-522, 2005.

[17] Mertens K., Photovoltaics: Fundamentals, Technology and Practice, Wiley, 2018.

[18] Zhang J., Gao J., Church C.P., Miller E.M., LutherJ.M., Klimov V.I., Beard M.C., PbSe quantum dot solar cells with more than 6% efficiency fabricated in Ambient Atmosphere, Nano Letters, 14, 6010-6015, 2014.

[19] Brus L., Quantum crystallites and nonlinear optics, Applied Physics A, 53, 465-474, 1991.

[20] Hodes G., Chemical solution deposition of semiconductor films, Taylor & Francis Group, 2000.

[21] Qiu W., Xu M., Yang X., Chen F., Nan Y., Zhang J., Iwai H., Chen H., Biomolecule-assisted hydrothermal synthesis of In₂ S₃ porous films and enhanced photocatalytic properties, Journal of Materials Chemistry, 21, 13327-13333, 2011.

[22] Hussain R.A., Badshah A., Khan M.D., Haider N., lal B., Khan S.I., Shah A., Comparative temperature and surfactants effect on the morphologies of FeSe thin films fabricated by AACVD from a single source precursor with mechanism and photocatalytic activity, Materials Chemistry and Physics, 159, 152-158, 2015.

[23] Tauc J., Menth A., States in the gap, Journal of Non-Crystalline Solids, 8, 569-585, 1972.

[24] Stach S., Sapota W., Talu S., Ahmadpourian A., Ghobadi N., Luna C., Arman A., Ganji M., 3-D surface stereometry studies of sputtered TiN thin films obtained at different substrate temperatures, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 28, 2113-2122, 2016.

[25] Ghobadi N., Ganji M., Luna C., Arman A., Ahmadpourian A., The effects of DC power on the physical properties and surface topography of sputtered TiN nanostructured thin films, Optical and Quantum Electronics, 48, 467-475, 2016.

[26] Yazdan Panah, M. R., Hosseini Moradi, S. A., Hatami, M., & Jouladeh Roodbar, H. (2021). Designing and Manufacturing Recyclable Metal Based Nanocomposites for Purification of Chemically Contaminated Waters. Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran, 40(2), 51-59.‏

[27] Ghobadi N.; Derivation of ineffective thickness method for investigation of the exact behavior of the optical transitions in nanostructured thin films, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 27, 8951–8956, 2016.

مجله دفاع هوافضایی

بررسی اثر غلظت یون غیرفلزی در نیمه رسانای نانو ساختار کادمیم سلنید در حالت لایه های نازک با قابلیت کاربری در رادارها

مراجع

مراجع

دوره 2، شماره 4
اسفند 1402
صفحه 1-15

بررسی اثر غلظت یون غیرفلزی در نیمه رسانای نانو ساختار کادمیم سلنید در حالت لایه های نازک با قابلیت کاربری در رادارها

مراجع

مراجع

دوره 2، شماره 4اسفند 1402صفحه 1-15

دوره 2، شماره 4
اسفند 1402
صفحه 1-15