بررسي خواص ساختاري و اپتيكي لايه نازك اكسيد اينديم قلع

Investigation optical and structural properties of ITO Thin Films

در اين تحقيق، لايه هاي نازك اكسيد اينديم قلع (ITO) به روش تبخير با پرتو الكتروني واكنش پلير بر روي زيرلايه هاي شيشه اي لايه نشاني شده اند. لايه هاي نمونه با ضخامتهاي اسمي 50، 100، 170 و 250 نانومتر با نرخ انباشت ثابت 0/10 نانومتر بر ثانيه تهيه شده اند. دماي زيرلايه ها در خلال لايه نشاني در دماي 400 درجه سانتيگراد ثابت نگه داشته شد. از تكنيك هاي طيف سنجي فرابنفش مرئي ( UV - Vis )، در محدوده (800-310 نانومتر) و بازتاب سنجي اشعه ايكس (XRR) با زاويه نور خراشان، به ترتيب براي تحليلي اپتيكي و مشخصه يابي لايه هاي نازك ITO و نيز از طيف پراش پرتو ايكس (XRD) براي تعيين ساختار بلوري لايه ها استفاده شدند. آناليز داده ها با استفاده از نرم افزار هاي GENY ، MATLAB و XPOWDER انجام شد. سپس صخامت (نانومتر)، چگالي الكتروني متوسط ( e / A3 و ناهمواري سطح (نانومتر) لايه هاي نازك ITO بدست آمدند. كمترين و بيشترين ضخامت واقعي براي ضخامتهاي اسمي 50 و 170 نانومتر به ترتيب 57 و 180 نانومتر بدست آمدند. مقادير گاف انرژي براي ضخامتهاي 50، 100، 170 و 250 نانومتر به ترتيب 47 / 3، 58 / 3، 71/ 3 و 87 / 3 بدست آمدند. نتايجي كه از آناليزهاي انجام شده بدست آمدند اين است كه با افزايش ضخامت لايه ها اندازه متوسط بلورك ها رشد كرده، ترا گسيل اپتيكي، جذب و گاف انرژي لايه هاي نازك به ترتيب كاهش، افزايش، افزايش مي يابد.

In this research, Indium Tin Oxide (ITO) thin films have been prepared by electron beam deposition method on glass substrates. The films deposition were carried out in deposition rate 0.10 nm/s to produce thin films with thicknesses of about 50, 100, 170 and 250 nm. The substrates temperatures, during the film deposition, were kept constant at 400 ̊C. From X-ray Reflectivity (XRR) technique with grazing incidence angle is used to characterize ITO thin films. Also, the spectra of X-ray Diffraction (XRD) of the films were carried out and the crystal structures of films were studied. Optical properties were analyzed using the spectroscopy of Ultravioletvisible (UV-Vis, 310-800 nm), Data analysis was carried out using MATLAB, GENX and XPOWDER softwares to obtain roughness, real thickness and mean electron density of ITO thin films. Minimum and maximum of real thickness were achieved for thicknesses 50 and 170 nm respectively 57 and 180 nm. Amounts of band gap were achieved for thicknesses 50, 100, 170 and 250 nm respectively 3.47, 3.58, 3.71 and 3.87. The results obtained from this study show that by increasing in thin films thickness, the particles sizes have grown, transmittance, absorbance and optical band gap are respectively decrease, increase and increase.