Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
13 results
Search Results
Item Correlation Between the Structural, Morphological and Optical Characteristics of ZnO Thin Films Prepared by Thermal Evaporation(Sumy State University, 2023) Darenfad, W.; Guermat, N.; Mirouh, K.У цьому дослідженні використовували термічне випаровування для осадження тонких плівок оксиду цинку (ZnO). Потім плівки піддавали відпалу при різних температурах від 350 °C до 500 °C з фіксованим часом відпалу 2,5 години. Товщина плівки була постійною на рівні 300 нм. Морфологічні, оптичні властивості та структурні зміни плівок ZnO досліджували за допомогою методів скануючої електронної мікроскопії (SEM), рентгенівської дифракції (XRD) та спектроскопії у видимому ультрафіолетовому діапазоні (VIS-UV). Картина XRD підтвердила, що плівки ZnO мають гексагональну кристалічну структуру вюрциту. Значення повної ширини на половині максимуму (FWHM) дифракційних піків зменшувалися зі збільшенням температури відпалу, що вказує на кращу кристалічність тонких плівок при вищих температурах. Зображення SEM показують, що розмір зерна тонких плівок має тенденцію до збільшення зі збільшенням температури відпалу. Кути контакту зразків були значно збільшені, а змочуваність поверхні шарів змінилася з гідрофільної на гідрофобну. Залежності VIS-UV показали, що плівки ZnO були прозорими у видимій області. Коефіцієнт оптичного пропускання дещо зростає зі збільшенням температури відпалу. Оптичний зазор (Eg) плівок зменшувався зі збільшенням температури відпалу. Розраховані значення енергії Урбаха показали, що дефекти в плівках ZnO зменшуються з температурою відпалу. Нарешті, було визначено кореляцію між структурними, морфологічними, змочуваними та оптичними властивостями зразків. Спостерігалося, що оптична заборонена зона корелює пропорційно з розміром кристаліту та обернено з енергією Урбаха як функцією температури відпалу.Item Optical Properties of CdTe:In Thin Films Deposited by PVD Technique(Sumy State University, 2023) Vakaliuk, I.V.; Yavorskyi, R.S.; Naidych, B.P.; Nykyruy, L.I.; Katanova, L.O.; Zamuruieva, O.V.Тонкі плівки CdTe:In отримувались методом фізичного вакуумного осадження на скляних підкладках. Тонкі плівки для дослідження отримували різної товщини (різний час нанесення τ) при однаковій температурі підкладки та однаковій температурі випарника. Спектральний розподіл оптичної прозорості здійснювався для ідентифікації тонких плівок CdTe. У спектрах пропускання спостерігалась область власного поглинання. Можна помітити, що плівки відрізняються високою прозорістю в ближній інфрачервоній області та середнім коефіцієнтом пропускання, який коливається від 52 % до 85 %. Усі плівки демонстрували дуже різкий край поглинання поблизу 800 нм. Крім того, спостережувана інтерференційна картина в спектрах оптичної прозорості є вказівкою на однорідність товщини осаджених плівок. Застосування методу Сванеполя полягає у обчисленні максимальної кривої пропускання ТМ(λ) і мінімальної Tm(λ) за допомогою параболічної інтерполяції до експериментально визначених положень максимумів і мінімумів інтерференції. Різке збільшення показника заломлення при довжині хвилі ˂ 1000 нм зумовлене зменшенням пропускання поблизу краю власного поглинання тонких плівок телуриду кадмію легованого індієм. Визначено основні оптичні константи, такі як теоретична товщина плівки, показник заломлення і коефіцієнт абсорбції.Item X-Ray Spectral Microanalysis of Copper-Nickel Thin Films Alloys(Sumy State University, 2023) Лобода, Валерій Борисович; Лобода, Валерий Борисович; Loboda, Valerii Borysovych; Zubko, V.M.; Khursenko, S.M.; Kravchenko, V.O.; Chepizhnyi, A.V.У статті наведено результати дослідження елементного складу плівок сплавів CuNi методом рентгенівського мікроаналізу (рентгенівський мікроаналізатор на базі спектрометра з дисперсією з енергії, що входить до складу растрового електронного мікроскопа РЕМ-103-01). Плівки сплавів товщинами 30-150 нм були отримані одночасним роздільним випаровуванням компонент (мідь та нікель) у вакуумі 10 – 4 Па. Мідь випаровувалася зі стрічки з вольфрамової фольги товщиною 0,05 мм. Нікель випаровувався електронно-променевим способом за допомогою електронної діодної гармати. Швидкість конденсації становила 0,5-1,5 нм/с. Чистота випаровуваних металів становила щонайменше 99,98 %. Розрахунковий склад концентрацій компонентів зразків змінювався в широкому діапазоні. Характеристичний рентгенівський спектр речовини плівки порушувався при скануванні електронним пучком ділянки плівки розмірами 300 x 300 мкм; для товстіших плівок розмір ділянки сканування становив 1 x 1 мкм. Як еталони при проведенні кількісних вимірювань елементного складу плівок сплавів певної товщини використовувалася тонкі плівки Ni такої ж товщини. Результати рентгенівського мікроаналізу свідчать про високу чистоту плівок. Зіставлення розрахункових концентрацій сплавів та результатів вимірювань рентгенівським мікроаналізом показало, що в області товщин плівок d ˂ 100 нм розбіжність становить близько 10 %, знижуючись до 1-3 % при товщинах зразків d ˃ 100 нм.Item Morphological, Structural and Optical Properties of Ba-Doped NiO Nanostructure Thin Films(Sumy State University, 2023) Merad, M.Z.; Fellah, L.; Diha, A.У статті повідомляється про вплив легування барієм на властивості тонкихі плівок NiO. Нелеговані та леговані плівки були нанесені на скляну підкладку при 450 °C за допомогою техніки пневматичного розпилювального піролізу (PSPT) з різними концентраціями барію (0 – 8 ат.%). Рентгенівські дифракційні картини показують полікристалічну природу плівок із переважною орієнтацією (111). Жодних інших кластерів і домішкових фаз металевого барію не спостерігалося при легуванні Ba. Розмір кристалів осаджених тонких плівок розраховували за формулою Дебая-Шеррера для двох орієнтацій (111) і (200), і на фотографіях SEM ми знайшли значення в діапазоні від 11,95 до 39,06 нм в обох випадках. У видимій області оптичне пропускання тонких плівок NiO, легованих Ba, впало на 46 % порівняно з нелегованими тонкими плівками NiO (79 %). Було виявлено, що ширина забороненої зони зменшується в діапазоні 3,742 – 3,503 еВ з легуванням Ba. Енергія безладу Урбаха явно зростає від 262,98 до 356,64 меВ при переході від нелегованого тонкого шару до тонкого шару, легованого при 2 ат. %, потім зменшується до мінімуму 303,14 меВ для легування барієм 8 ат. %, дозволяючи атомам знайти хороше місце, тобто тонкі плівки стають однорідними та сильно кристалізованими. Шорсткість була розрахована за допомогою аналізу SEM зображень. Його значення коливалися в межах 23,26 – 39,06 нм.Item Synthesis of Thin Films Based on Silver Sulfide in Air at Atmospheric Pressure in a Gas Discharge(Sumy State University, 2023) Shuaibov, O.K.; Mynia, O.Y.; Malinin, O.M.; Hrytsak, R.V.; Malinina, A.O.; Pogodin, A.I.; Homoki, Z.T.Приведено характеристики перенапруженого високовольтного наносекундного розряду в повітрі атмосферного тиску між полікристалічними електродами виготовленими з суперіцонного провідника – сульфіду срібла (Ag2S). В процесі мікровибухів неоднорідностей на робочих поверхнях електродів в сильному електричному полі в міжелектродний простір, за рахунок утворення ектонів, вносяться пари сполуки Ag2S і продуктів її дисоціації в плазмі. Це створює передумови для синтезу тонких плівок з даного матеріалу, які мають властивості суперіонних провідників та фотовольтаїхних сполук і можуть осаджувались на діелектричній підкладці, встановленій розрядного проміжку. Були досліджені просторові та електричні властивості наносекундних розрядів перенапруги та спектри комбінаційного розсіювання синтезованих тонких плівок та їх поверхні. Параметри плазми розряду моделювалися у суміші парів суперіонного провідника Ag2S та повітря. Чисельні розрахунки проводилися за допомогою програми, що розв'язує рівняння Больцмана для функції розподілу енергії електронів. Транспортні характеристики електронів розряду і константи швидкості електронних процесів були розраховані залежно від значень параметра E/N в експериментальному діапазоні 1-1000 Тд дослідження властивостей розряду. Приведені спектри раманівського розсіювання світла тонких плівок, що були синтезовані з продуктів ерозії електродів в плазмі повітря.Item MWCNT Thin Films by CVD Method and Some Applications(Sumy State University, 2022) Abd, Intessar K.; Shano, Ahmed M.; Khodair, Ziad T.Хімічне осадження з парової фази (CVD) використовується в цьому дослідженні для створення тонких плівок на основі MWCNTs. Дослідження методом рентгенівської дифракції (XRD) показує, що є кілька сильних піків при 2θ ~ 35,5°; 54°; 57° і 62°, які відносять відповідно до площин (222), (004), (104) і (015). Це дозволяє зробити висновок, що зразок є полікристалічним за своєю природою з гексагональною кристалічною структурою. Зображення скануючого електронного мікроскопа з польовою емісією (FE-SEM) підкреслюють форму CNTs, отриманих на частинках каталізатора за допомогою процесу CVD. MWCNTs синтезуються в різноманітних формах, у тому числі з прямим розташуванням, розгалуженням, котушковими структурами на основі MWCNT, фігурними та спіральними структурами. Можливий зменшений датчик; це може призвести до того, що датчик буде легшим, дешевшим і споживатиме менше енергії. Тонка плівка на основі MWCNT виготовляється як датчик газу на скляних підкладках, де досліджуються гази CH4 і CO2 з концентраціями 1, 2, 3 і 4 ppm, і це дослідження проводиться, щоб побачити, як поглинання газів CH4 і CO2 впливає на зміну опору гранул CNTs. Згідно з дослідженням, CNTs дуже чутливі до таких газів, як CH4 і CO2. Очікується, що майбутні дослідження датчиків на основі CNTs будуть зосереджені на широкому діапазоні застосувань, оскільки інтерес дослідницького співтовариства нанотехнологій до цієї галузі зростає.Item Probing Co/Si Interface by Raman Spectroscopy(Sumy State University, 2022) Brajpuriya, R.Характеристики металу на поверхні кремнію були широко досліджені завдяки промисловій значущості силіциду перехідного металу в технології інтегральних схем і науковому інтересу до впливу адсорбованого шару на реконструкцію підкладки кремнію та гетеродифузію. Зважаючи на те, що взаємодія Co з Si не зовсім зрозуміла, все ще існують розбіжності щодо природи системи Co/Si. Кілька проблем залишаються невирішеними, включаючи передбачення фази, яка виділиться серед кількох фаз системи Co/Si як функція товщини плівки та температури. Тому, щоб зрозуміти останнє, тонкі плівки кобальту (Co) товщиною 10, 40 і 100 нм були виготовлені методом електронно-променевого осадження на кремнієві підкладки. Після осадження зразки додатково відпалювали при 200, 300 і 400 °C протягом 2 годин. Мікро-раманівська спектроскопія (через її неруйнівну природу) була використана для аналізу хімічного складу та утворення силіцидів на інтерфейсі в результаті зміни товщини та температури в осаджених і відпалених зразках. Результати демонструють, що вирощені плівки мають високу якість і не містять домішок. Дослідження показують, що силіцид утворюється під час осадження на інтерфейсі, а розвиток нової смуги при 1550 см – 1 у результаті відпалу свідчить про структурну трансформацію від CoSi до CoSi2, яка ще більше посилюється при вищих температурах відпалу.Item Super-Hydrophobic F-Doped SnO2 (FTO) Nanoflowers Deposited by Spray Pyrolysis Process for Solar Cell Applications(Sumy State University, 2022) Noubeil, Guermat; Warda, Darenfad; Kamel, Mirouh; Mehdi, Kalfallah; Mehdi, GhoumaziПолікристалічні плівки нелегованого та легованого фтором SnO2 (FTO) наносяться на скляну підкладку методом розпилювального піролізу при 400 °C. Досліджено вплив концентрації фтору (8, 10 і 12 %) на структурні, морфологічні, оптичні та електричні властивості плівок FTO. Наші результати XRD показують, що F-SnO2 все ще має ту саму структуру рутилу, що й нелегований SnO2, з покращеною кристалізацією для легованих плівок та без виявлення іншої фази. Виміряні кути контакту становлять < 90° для нелегованих плівок та плівок, легованих 8 % F, що підтверджує гідрофільний характер, тоді як інші леговані плівки (SnO2:10 % F і SnO2:12 % F) демонструють гідрофобний характер при значеннях кута контакту > 90° та супергідрофобний характер (CA = 140°) для тонкої плівки SnO2:12 % F. Для плівки SnO2, легованої 12 % F, спостерігається вищий коефіцієнт пропускання 83 %, ширина забороненої зони 3,9 еВ і менший безлад (287,68 меВ). Крім того, питомий електричний опір (ρ), концентрація носіїв (n) і холлівська рухливість (µ) визначаються за допомогою вимірювань ефекту Холла, і виявлено, що всі розроблені тонкі плівки мають n-тип провідності. Найнижчий питомий опір 2,245 x 10 – 4 Ом∙см і найвища холлівська рухливість 24.55 см2∙В – 1∙с – 1 отримані при концентрації 12 % F. Результати свідчать про те, що плівку FTO з 12 % F можна використовувати як прозорий провідний оксидний фронтального електроду для плівкових сонячних елементів.Item Annealing Effect on the Physical Properties of Chemically Prepared Cu2 – xSe Films(Sumy State University, 2022) Gosavi, S.R.У роботі тонкі плівки селеніду міді (Cu2-xSe) були виготовлені на підкладці з аморфного скла методом хімічного осадження у ванні (CBD) при кімнатній температурі. Тонкі плівки Cu2-xSe були додатково відпалені при 473 К, і ми повідомляєм про вплив відпалу на фізичні властивості тонких плівок Cu2-xSe. Структурні властивості осаджених і відпалених плівок досліджували за допомогою рентгенівської дифракції (XRD), і XRD-аналіз показав, що обидві плівки є полікристалічними за своєю природою, мають кубічну структуру з переважною орієнтацією (1 1 1). Крім того, було помічено, що кристалічність плівок зросла після відпалу. Дослідження скануючої електронної мікроскопії (SEM) підтвердило, що відпал відіграє значну роль у природі морфології поверхні тонкої плівки Cu2-xSe. Топографічне дослідження поверхні було проведено за допомогою атомно-силової мікроскопії (AFM), яке вказує на те, що поверхня стає більш гладкою після відпалу. Дослідження оптичних властивостей за спектрами поглинання показало, що поглинання у видимій області збільшується після відпалу, що призводить до зменшення забороненої зони з 2,30 до 2,25 еВ. Питомий електричний опір хімічно виготовлених тонких плівок Cu2-xSe становить приблизно 19,32×10 – 4 Ом·см, який ще більше зменшується після відпалу.Item A Comparative Study on the Optoelectronic Performance of Undoped, Mg-doped and F/Mg Co-doped ZnO Nanocrystalline Thin Films for Solar Cell Applications(Sumy State University, 2021) Warda, Darenfad; Noubeil, Guermat; Kamel, MirouhУ роботі повідомляється про розробку та характеристики нанокристалічних тонких плівок оксиду цинку (ZnO), нанесених на скляні підкладки методом спрей-піролізу. Досліджено вплив легування 1 % Mg та спільного легування 6 % F/x % Mg (x = 1, 2 and 3) на структурні, морфологічні, оптичні та електричні властивості отриманих плівок. Структурна характеризація показує, що всі нанесені шари є полікристалічними з гексагональною структурою типу вюрцит, оскільки фіксується більш інтенсивний пік відносно піку (002), який розташований поблизу 34,13°, без жодної іншої фази. Виміряні контактні кути становлять більше 90° для чистих, легованих та спільно легованих 6 % F/1 % Mg плівок, що підтверджує гідрофобний характер, тоді як інші спільно леговані плівки (6 % F:2 % Mg та 6 % F:3 % Mg) мають гідрофільний характер при значеннях контактного кута < 90°. Більш високе значення коефіцієнта пропускання 86,47 %, широка заборонена зона 3,53 еВ і менша ступінь розупорядкування (330,03 меВ) спостерігаються для плівки, спільно легованої 6 % F:1 % Mg. Спільне легування 1 % Mg значно покращує електропровідність (σ = 0,030 (Ω.см) – 1). Результати свідчать про те, що спільно леговану плівку ZnO (6 % F, 1 % Mg) можна використовувати як віконну плівку в тонкоплівкових сонячних елементах.