لايه ‌نشاني و مشخصه‌ يابي لايه‌‌هاي نازك SnO2:Sb تهيه شده به روش اسپري پايروليزيز

Deposition and characterization of SnO2:Sb thin films fabricated by the spray pyrolysis method

در اين مطالعه لايه­ هاي نازك نيمرساناي شفاف اكسيد قلع آلاييده با ناخالصي آنتيموان بر روي زير لايه ­هاي شيشه­ اي با غلظت­ هاي متفاوت آنتيموان به روش اسپري پايروليزيز تهيه شده­اند. اثر غلظت ­هاي مختلف آنتيموان بر خواص ساختاري، اپتيكي و الكتريكي لايه ­هاي نازك مورد مطالعه قرار گرفت. لايه­هاي تهيه شده توسط پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي اثر ميدان (FESEM) و جذب نوري (UV-vis) مشخصه ­يابي شدند. آناليز XRD نشان داد كه نمونه­ ها داراي ساختار بس­بلور با جهت­ گيري­ هاي ارجح صفحات (110)، (101)، (200)، (211) و (301) مربوط به فاز اكسيد قلع مي­ باشند. اندازه بلورك ­ها و دانه­ ها با افزايش غلظت آنتيموان به ترتيب روندهاي كاهشي و افزايشي نشان دادند. مطالعات نوري نمونه ­ها نشان داد كه افزايش غلظت آنتيموان سبب كاهش عبور در گستره نور مرئي از 72% به 15% و گاف نوري از3/72 به eV 2/98 ­شد. افزايش ناخالصي آنتيموان موجب رفتار كاهشي- افزايشي مقاومت الكتريكي شد. مطالعه ترموالكتريك نمونه ­ها، رسانش نوع n را نشان داد.

In this study, thin films of transparent semiconductor tin oxide doped with antimony impurities on the glass substrates with different concentrations of antimony that have been prepared using spray pyrolysis method. The effects of different concentration of antimony on the structural, optical, and electrical properties of the thin films were investigated. Prepared layers were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM) and optical absorption (UV-vis). XRD analysis showed that samples have polycrystalline with orientations (110), (101), (200), (211) and (301) that was related to tin oxide phase. With increasing concentrations of antimony overall average size of nano-crystalline grains increased and the average grain size increased-decreased. Optical studies of samples showed that, increasing of antimony concentration caused reduction of transmission in the range of visible light from 72% to 15% and the optical band gap from 3.72 to 2.98 eV. Increasing of antimony concentration led to increasing-decreasing behavior of electrical resistance. Thermoelectric studies of samples revealed n-type conductivity in them.