اثر غلظت منبع گوگرد و زمان لايه نشاني بر ساختار، مورفولوژي و خواص نوري لايه هاي نازك نانوبلوري ZnS

Effect of sulfur source concentration and deposition time on structure, morphology and optical properties of ZnS nanocrystalline thin films

در اين تحقيق، لايه هاي نازك نانو ساختار ZnS به ضخامت 130 تا 210 نانومتر به روش لايه نشاني حمام شيمايي بر روي زير لايه هاي شيشه اي در دماي ͦ C70 تهيه شد. در اين روش، به جاي آمونياك از تري اتيل آمين به عنوان عامل كمپلكس دهنده و تيواستاميد به عنوان منبع گوگرد استفاده شد. تغييرات غلظت نسبي تيواستاميد به Zn و زمان لايه نشاني بر ساختار، مورفولوژي سطح ، اندازه نانوذرات، تراكم دانه بندي ذرات، ضخامت و خواص نوري لايه ها با استفاده ازدستگاههاي XRD ، FE-SEM ، AFM و طيف سنجي UV-Vis. مورد بررسي قرار گرفت. نتايج طيف عبوري UV-Vis نمونه ها نشان داد كه مقدارعبور نور از لايه‌ها در ناحيه مرئي بيش از 70 بوده و مقدار شكاف نوار لايه ها در حدود eV 3/4-75/3 تخمين زده شد. نتايج XRD مشخص كرد كه لايه هاي تهيه شده بخوي بصورت بلوري درآمده و ساختار مكعبي دارند. تصاوير FE-SEM نمونه ها نشان داد كه سطح لايه ها بطور يكنواخت از نانو ذرات كروي ريز و متراكم تشكيل شده اند.

In this research, ZnS nanostructure thin films with thicknesses of 130-210 nm were prepared on glass substrates at 70 by chemical bath deposition method. In this method, thioacetamide and triethylamine were used as a S-2 source and a completing agent instead of ammonia, respectively. The effect of changes in concentration ratio of thioacetamide to zinc as well as deposition time on structure, surface morphology, particle size, thickness and optical properties of the layers were examined by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), atomic force microscopy (AFM) and ultraviolet-visible (UV-vis.) spectroscopy. UV-vis. spectroscopy data showed the prepared ZnS films to have more than 70% transmission in the visible region and an optical band gap ranging from 3.75 to 4.1 eV. XRD results revealed that the obtained films were highly crystalline with a cubic structure. FE-SEM images showed that the surface of the films was covered with homogenous, dense and fine spherical nanoparticles.