1
دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد و صنایع، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، ایران
2
دانشیار، دانشکده مهندسی مواد و صنایع، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
3
استادیار، گروه علوم مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
4
استادیار، گروه فیزیک پلاسما و ذرات بنیادی، دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
چکیده
اثر توان RF بر خواص ساختاری، الکتریکی و اپتیکی لایههای نازک کوپریک اکساید (CuO) مورد بررسی قرار گرفت. لایهها با استفاده از سامانه کندوپاش مغناطیسی در فرکانس رادیویی پوششدهی شدند و اثر توان اعمالی بر خواص لایه مورد مطالعه قرا رگرفت. به منظور بررسی خواص ساختاری و مورفولوژی سطح و ترکیب شیمیایی لایهها به ترتیب از آزمون پراش پرتو ایکس، آزمون طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. همچنین از آنالیز همزمان طیف سنجی نشری نوری (OES) برای نظارت بر پلاسما در حین فرآیند لایهنشانی استفاده شده است. نتایج نشان داد یونیزاسیون در حجم پلاسما در حدی بود که اتمهای مس در هر سه توان اعمالی برانگیخته و حتی یونیزه نیز شدند. همچنین با افزایش توان، یونیزاسیون تقویت شده و در نتیجه فرآیند کندوپاش و واکنشهای اکسیداسیون نیز تقویت شدند. در نتیجه آهنگ انباشت لایه و غلظت اکسیژن در ترکیب لایهها افزایش یافته است. نتایج آنالیز الکتریکی اثر هال نشان داد که لایههای نازک CuO رشد یافته نیمرسانای نوع p بودند. بررسی افزایش توان RF از 25 تا 100 وات نشان داد، گاف نواری مستقیم لایهها از 22/2 به eV 17/2 و مقاومت ویژه از kΩ.cm 93/2 به Ω.cm 8/14 کاهش یافته است.
A. Awad, and N. M. A. Hadia, (2017) "Copper oxide nanocrystallites fabricated by thermal oxidation of pre-sputtered copper films at different temperatures and under oxygen and argon flows." Optik 142: 334-342.
Zhang, J. Sun, H. Gong, (2019) " Transparent p-Type Semiconductors: Copper-Based Oxides and Oxychalcogenides", J of Coatings, 9, 137.
Wang, P.K. Nayak, J.A. Caraveo-Frescas, H.N. Alshareef, (2016), "Recent developments in p-type oxide semiconductor materials and devices", Adv. Mater, 28, 3831–3892.
Park, T.H. Kwon,S.W. Koh, Y.C. Kang; (2011), "Annealing Temperature Dependence on the Physicochemical Properties of Copper Oxide Thin Films"; Bull. Korean Chem. Soc.32 (4), 1331-1335.
Asadi, S.M. Rozati, (2017),"Optical and structural properties of nanostructured copper oxide thin films as solar selective coating prepared by spray pyrolysis method", Materials Science-Poland, 35(2), 355-361.
A. Korzhavyi, B. Johansson, (2011), "Literature review on the properties of cuprous oxide Cu2O and the process of copper oxidation", Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company.
Kawazoe, M. Yasukawa, H. Hyodo, M. Kurita, H. Yanagi, H. Hosono, (1997) P-type electrical conduction in transparent thin films of CuAlO2, Nature, 389, 939-942.
Raebiger, S. Lany, A. Zunger, (2007) Origins of the p-type nature and cation deficiency in Cu2O and related materials, Physical review. B., Condensed Matter 76(4).
Prasanth, K.P. Sibin,H. C. Barshilia, Optical properties of sputter deposited nanocrystalline CuO thin films, Thin Solid Films 673 (2019) 78-85.
Isah, M. Bakeko, U. Ahmadu, U. Uno, M. Kimpa, J. A. Yabagi, Effect of oxidation temperature on the properties of copper oxide thin films prepared from thermally oxidised evaporated copper thin films, j. appl. phys. 3(2) (2013) 61-66.
Panda, M. Patel, J. Thomas, H.CH Joshi, Pulsed laser deposited Cu2O/CuO films as efficient photocatalyst, Thin Solid Films 744 (2022) 139080.
Khojier, H. Savaloni, Z. Sadeghi, A comparative investigation on growth, nanostructure and electrical properties of copper oxide thin films as a function of annealing conditions J. Theor. Appl. Phys 8 no. 1 (2014) 1-8.
C. Ray, Preparation of copper oxide thin film by the sol-gel-like dip technique and study of their structural and optical properties, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 68 (2001) 307-312.
Wasa, M. Kitabatake and H. Adachi, (2004) "Thin Film Materials Technology Sputtering of Compound Materials Book".
A. Ramadan, R.D. Gould and A. Ashour, (1994), “On the Van der Pauw method of resistivity measurements. Thin solid films”, 239(2), pp. 272-275.
W. Low, N.Nayan, M.Z. Sahdan, M.K. Ahmad, A.Y.M. Shakaff, A. Zakaria, A.F.M. Zain, Spectroscopic studies of magnetron sputtering plasma discharge in Cu/O2/Ar mixture for copper oxide thin film fabrication, Jurnal Teknologi 73 no. 1 (2015) 11.
Rydosz, K. Kollbek, N.T.H. Kim-Ngan, A. Czapla, A. Brudnik, Optical diagnostics of the magnetron sputtering process of copper in an argon–oxygen atmosphere, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 31, no. 14 (2020): 11624.
A. Lieberman, A. J. Lichtenberg, Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, (2nd ed., John Wiley & Sons, Inc, 2005).
Barrancoa, J. Cotrinob, F. Yuberoa, J.P. Espino´sa, J. Ben´ıteza, C. Clercc, A.R. Gonza´lez-Elipe, Thin Solid Films 401 (2001) 150.
Abbasi-Firouzjah, B. Shokri, Characterization of fluorinated silica thin films with ultra-low refractive index deposited at low temperature, Thin Solid Films 577 (2015) 67.
Abbasi-Firouzjah, B. Shokri, Characteristics of ultra-low-k nanoporous and fluorinated silica based films prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition, J. Appl. Phys. 114, no. 21 (2013) 214102.
Thomas, N. Kalarikkal & A.R. Abraham (Eds.). (2021). Design, Fabrication, and Characterization of Multifunctional Nanomaterials. Elsevier.
H Chuai, Y. Bai, C.T. Zheng, C.Y., Liu, X. Wang and D, Yue, 2020. Chemical modulation of valence band and photoelectric properties of epitaxial p-type infrared transparent conducting CuScO2 thin films. Materials Research Express, 6(12), p.126460.
Sreemany, S. Sen, (2004), "A simple Spectrophotometric method for determination of the optical constants and band gap energy of multiple layer TiO2 thin films." Materials chemistry and Physics., Vol. 83, 169-177.
N. Manjunatha, S. Paul, (2015). Investigation of optical properties of nickel oxide thin films deposited on different substrates. Applied Surface Science, 352, 10-15.
H. Chuai, Y. Bai, C.T. Zheng, C.Y. Liu, X. Wang and D. Yue, (2020) “Chemical modulation of valence band and photoelectric properties of epitaxial p-type infrared transparent conducting CuScO2 thin films.”Materials Research Express,6(12), p.126460.
C. Ray, (2001) "Preparation of copper oxide thin film by the sol-gel-like dip technique and study of their structural and optical properties", Solar Energy Materials and Solar Cells, 68, 307-312..
Hassan Mir, V. K. Yadav and J. K. Singh, (2020) "Recent Advances in the Carrier Mobility of Two-Dimensional Materials: A Theoretical Perspective", American Chemical Society 5, 24, 14203–14211.
A. Resende, (2017), "Copper-based p-type semiconducting oxides: From materials to devices", Doctoral Thesis.
Yildiz, N. Serin, M.A.H.M.U.T. Kasap, T. Serin and D. Mardare, (2010). The thickness effect on the electrical conduction mechanism in titanium oxide thin films. Journal of Alloys and Compounds, 493(1-2), pp.227-232.
فرهادیان,خدیجه , عباسی,مجید , عباسی فیروزجاه,مرضیه و هاشمزاده,مجتبی . (1402). بررسی اثر توان RF بر خواص ساختاری، الکتریکی و نوری لایههای نازک اکسید مس تولید شده به روش کندوپاش واکنشی مغناطیسی. نشریه علوم و مهندسی سطح, 19(55), 21-32.
MLA
فرهادیان,خدیجه , , عباسی,مجید , , عباسی فیروزجاه,مرضیه , و هاشمزاده,مجتبی . "بررسی اثر توان RF بر خواص ساختاری، الکتریکی و نوری لایههای نازک اکسید مس تولید شده به روش کندوپاش واکنشی مغناطیسی", نشریه علوم و مهندسی سطح, 19, 55, 1402, 21-32.
HARVARD
فرهادیان خدیجه, عباسی مجید, عباسی فیروزجاه مرضیه, هاشمزاده مجتبی. (1402). 'بررسی اثر توان RF بر خواص ساختاری، الکتریکی و نوری لایههای نازک اکسید مس تولید شده به روش کندوپاش واکنشی مغناطیسی', نشریه علوم و مهندسی سطح, 19(55), pp. 21-32.
CHICAGO
خدیجه فرهادیان, مجید عباسی, مرضیه عباسی فیروزجاه و مجتبی هاشمزاده, "بررسی اثر توان RF بر خواص ساختاری، الکتریکی و نوری لایههای نازک اکسید مس تولید شده به روش کندوپاش واکنشی مغناطیسی," نشریه علوم و مهندسی سطح, 19 55 (1402): 21-32,
VANCOUVER
فرهادیان خدیجه, عباسی مجید, عباسی فیروزجاه مرضیه, هاشمزاده مجتبی. بررسی اثر توان RF بر خواص ساختاری، الکتریکی و نوری لایههای نازک اکسید مس تولید شده به روش کندوپاش واکنشی مغناطیسی. نشریه سطح, 1402; 19(55): 21-32.
