دراسة و تحضير أغشية رقيقة لأكسيد الزنك النقي (ZnO) بتقنية الرذاذ الانحلال الحراري

Abstract

أكسيد الزنك (ZnO) هو مادة تنتمي إلى عائلة الاكاسيد الموصلة الشفافة ذو خواص خواص فيزيائية هامة و هو ما يجعلها أكثر المواد استعمالا في مجالات عدة مثل: الإلكترونيات الضوئية و الخلايا الكهروضوئية....إلخ. في هذا العمل قمنا بدراسة الخواص البصرية لأغشية أكسيد الزنك النقي و ذلك انطلاقا من مادة خلات الزنك (Zn(CH₃COO)2H₂O))، يتم ترسيب المحلول على ركائز زجاجية تحت درجة حرارة 350° C لمدة 20 دقيقة و ذلك من خلال تقنية رذاذ الانحلال الحراري. اشتمل البحث على دراسة طيف النفاذية, الامتصاصية, فجوة الطاقة, طاقة أورباخ, معامل الانكسار و معامل الخمود للأغشية المحضرة. و قد أظهرت النتائج أن أغشية أكسيد الزنك تتمتع بشفافية عالية تصل نسبتها إلى(%97)في منطقة الطيف المرئي و تمتلك فجوة طاقة تقدر بــــ(eV 3.24)كما تمتاز بمعامل امتصاصعالي جدافي المجال الطاقوي3.25eV)-2)و طاقة أورباخ مساوية لـــ326meVتسلك سلوك معاكس مع قيمة فجوة الطاقة.كما حدد معامل الانكسار بـــــ1.67و معامل الخمود بـــــ4- 9.79.10عند الطول الموجي(550nm)و الذي أثبت أنسطح العينات متجانس و لا يعاني امتصاص في طاقة الفوتون الواردة

Zinc oxide (ZnO) is a material belonging to the family of transparent conductive oxides with important physical properties, which is what makes it the most widely used material in many fields such as: optoelectronics, photoelectric cells, etc. In this work, we study the optical properties of pure zinc oxide thin films based on zinc acetate material (Zn (CH₃COO).2H₂O). The solution is deposited on glass substrates under a temperature of 350 ° C for 20 minutes through the spray pyrolysis technique. The research included the study of transmittance spectrum, absorbance, energy gap, Urbach energy, refractive index and extinction coefficient of the prepared films. The results showed that zinc oxide films have high transparency, reaching (97%) in the visible region, and have an energy gap of (3.24 eV), as well as a very high absorption coefficient in the range (2-3.25) eV .However, the Urbach energy value equal to 326meV which is opposite to the energy gap value. Also, the refractive index was determined as 1.67 and the extinction factor were 9.79.10-4 at the wavelength (550nm), which proved that the surface of the samples is homogeneous and does not suffer absorption in the incoming photon energy