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激光脉冲能量对SnO2薄膜的结构和光学特性由激光诱导等离子体

Alansari RA, Kazaal H, Aadim KA*和W Dhia

大学理学院物理系的巴格达,伊拉克的巴格达

*通讯作者:
Aadim KA
物理系
巴格达大学理学院
巴格达,伊拉克
电话:+ 964 773 644 3447
电子邮件:dr_wassan_kadhim@yahoo.com

收到的日期:31/01/2018;接受日期:02/03/2018;发布日期:08/03/2018

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文摘

SnO2薄膜是由脉冲激光沉积(骑士)技术。脉冲Nd: YAG激光用于准备SnO2薄膜O2气体环境下不同脉冲能量。x射线衍射模式和强度曲线SnO2薄膜的玻璃基板通过骑士技术表明,SnO2多晶薄膜与所有的能量。是成年人电影的光学特性等光学透过率光谱、折射率和能隙测量实验和激光脉冲能量的影响进行了研究

关键字

折射率;强度;蒸发;沉积;谱仪

介绍

二氧化锡薄膜(SnO2)重点研究了应用于传感器、透明电极在显示,热反射镜和透明导电氧化物(TCO)涂层对太阳能电池(1- - - - - -5]。SnO2电影已经由几个沉积技术,如脉冲激光沉积(骑士),photo-MOCVD反应蒸发,喷雾瘫痪,溶胶-凝胶过程,dc /射频溅射(6- - - - - -8]。骑士是产生的等离子体交互高能激光脉冲与物质的聚集态(9,10]。激光诱导等离子体的金属和合金是极大的兴趣,因为他们有不同的吸引力和重要的应用,如材料加工、薄膜沉积、纳米颗粒的合成,多组件的元素分析材料,精密机械加工,激光诱导击穿光谱学(库),手术和激光显微探针质谱法(11- - - - - -13]。

典型实验的设置

骑士的实验进行了真空压力下(6 x 102mbar用瓦里安DS219回转泵)。束Nd: YAG激光与二次谐波频率(ƛ= 532海里,10 ns, 6赫兹)集中到目标。SnO沉积的目标2大部分纯度99.999%,形状喜欢圆盘直径1厘米。目标是保持旋转支架上(速度4牧师/分钟),防止快速钻井。衬底距离目标固定2厘米,

骑士实验在室温下进行,是成年人样本不退火后沉积。骑士一直所示设置方案图1。水晶结构使用x射线衍射(XRD)研究了。光学性质(UV / VIS吸收光谱)的SnO2电影进行使用。(紫外可见光谱仪)。激光脉冲的能量是不同的与增量(400 - 800)乔丹。

pure-and-applied-physics-deposition

图1:脉冲激光沉积(骑士)系统。

结果和讨论

x射线衍射光谱

SnO的x射线衍射模式2薄膜中给出图1图2 a-2c纯的SnO显示了x射线衍射模式2电影生长在玻璃基板我们可以看到的结晶程度和晶粒尺寸变化与激光能源这可以互操作项改善这些电影的水晶狭窄增加激光能量,似乎所有的电影都是多晶(11]。材料的粒度(D);中起着重要的作用吗材料属性,可以估计很容易从x射线光谱的半宽度(应用方法,通常是通过谢乐关系计算(9),

pure-and-applied-physics-shoot

图2:XRD的SnO2薄膜的拍摄数量= 400和不同能量。

pure-and-applied-physics-energies

图2 b:XRD的SnO2薄膜的拍摄数量= 600和不同能量。

pure-and-applied-physics-different

图2 c:XRD的SnO2薄膜的拍摄数量= 800和不同能量。

图像

λ在哪里使用的x射线的波长(1.54),βis全宽半最大(应用)的峰值和掠射角θ。二氧化锡的计算晶体大小(D)列表表1。应用和晶粒尺寸的样本所示表1

表1:薄膜和不同的能量。

能量 2θ(度) 应用(度)。 dhkl Exp ()。 G。(纳米) hkl
400年 26.22 0.219 3.3961 371年 -110年
32.47 0.247 2.7551 338年 -111年
38.27 0.243 2.3499 301年 -200年
50.78 0.25 1.7965 278年 -211年
58.01 0.257 1.588 246年 -220年
600年 26.27 0.244 3.3879 321年 -110年
32.75 0.219 2.7323 316年 -111年
38.89 0.205 2.31 298年 -200年
50.31 0.149 1.8122 286年 -211年
58.27 0.114 1.5822 269年 -220年
800年 26.4 0.19 3.3733 327年 -110年
33.1 0.183 2.704 319年 -111年
83.92 0.162 2.31 267年 -200年
50.49 0.144 1。8 298年 -211年
58.6 0.165 1.574 243年 -220年

紫外可见光谱

SnO的光学特性2已经由使用分光光度计波长范围(200 - 1100)海里。

SnO2薄膜被成功地沉积在玻璃衬底和电影非常透明。

透过率光谱SnO记录2电影作为波长范围的函数(200 - 1100 nm)在不同能量400年,600年和800年乔丹所示图3

pure-and-applied-physics-function

图3:显示了SnO的过渡2薄膜作为波长的函数。

图4表明,透射率随厚度的增加的能量增加。

pure-and-applied-physics-wavelength

图4:显示了SnO的折射率2薄膜作为波长的函数。

吸收系数(α)计算使用方程(12]

α= ln (1 / T) / d (1)

其中T是透光率和d膜厚度吗(图5)。吸收系数(α)和入射光子能量(hν)由以下方程是相关的13]:

pure-and-applied-physics-function

图5:显示SnO的反光2薄膜作为波长的函数。

(αhν)2 = (hν-Eg) (2)

(αhν)2的典型情节和hνSnO2薄膜(400、600和800)乔丹能量沉积在玻璃衬底所示图6。可以看出激光能量的增加导致的光学带隙增加2.756 eV 2.9 eV。这可能是与激光能量的晶体结构变化有关。

pure-and-applied-physics-electronic

图6:展示了纳米结构SnO直接电子转移2薄膜。

结论

在这个工作我们报道的影响能量激光SnO的结构和光学特性2薄膜。

我们描述波纹管工作的总结:

1。沉积薄膜有二氧化锡的多晶结构的立方结构。

2。的强度x射线衍射的比例与激光能量

3所示。的光学特性与激光能量成比例。

4所示。的带隙随着激光能量的增加而增加。

引用