دراسة الخصائص البصرية و الميكانيكية لأغشية رقيقة من أكسيد التيتانيوم Tio_2 المطعم بالصديوم Na بنسب (%3% 5% 7% 9) المحضرة بطريقة الترسيب الدوراني

Abstract

تهدف هذه الدراسة إلى تحضير وتوصيف أغشية رقيقة من ثاني أكسيد التيتانيوم المطعم بالصوديوم بنسب تطعيم مختلفة (3%، 5%، 7%، و9%) على ركائز زجاجية باستخدام طريقة الترسيب الدوراني (Spin Coating). تم التركيز بشكل أساسي على دراسة تأثير تركيز الصوديوم كعنصر مطعم على الخصائص البصرية والميكانيكية للأغشية المحضرة. أظهرت نتائج التوصيف البصري باستخدام مطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis) تغيرات واضحة في نفاذية الأغشية وقيم فجوة الطاقة الضوئية (E_g) تبعاً لنسبة التطعيم. من ناحية أخرى، بيّنت القياسات الميكانيكية وجود تأثير مباشر لنسبة التطعيم على صلادة الأغشية ومدى التصاقها بالركيزة. تفتح هذه النتائج آفاقاً واعدة لاستخدام هذه الأغشية المطورة في تطبيقات الخلايا الشمسية، المستشعرات، والطلاءات ذاتية التنظيف.

This study aims to prepare and characterize sodium-doped titanium dioxide thin films with varying doping concentrations (3%, 5%, 7%, and 9%) deposited on glass substrates using the spin coating technique. The main focus was placed on investigating the influence of sodium doping levels on both the optical and mechanical properties of the synthesized films. Optical characterization carried out via UV-Vis spectroscopy revealed significant variations in optical transmittance and the optical bandgap energy (E_g) as a function of the doping concentration. Furthermore, mechanical assessments demonstrated that the doping ratio directly affects the hardness and adhesion strength of the films. These findings open up promising prospects for utilizing these enhanced thin films in solar cells, sensors, and self-cleaning coatings

Cette étude vise à élaborer et à caractériser des couches minces de dioxyde de titane dopé au sodium avec différents taux de dopage (3%, 5%, 7% et 9%) sur des substrats de verre en utilisant la technique de centrifugation (spin coating). L'objectif principal est d'analyser l'influence de la concentration de dopage en sodium sur les propriétés optiques et mécaniques des films obtenus. La caractérisation optique, réalisée par spectroscopie UV-Vis, a révélé des variations notables de la transmittance optique et de l'énergie de la bande interdite (E_g) en fonction du taux de dopage. D'autre part, les tests mécaniques ont montré un effet direct du dopage sur la dureté et l'adhérence des couches sur le substrat. Ces résultats ouvrent des perspectives intéressantes pour l'intégration de ces films minces optimisés dans les cellules solaires, les capteurs et les revêtements autonettoyants.