بررسي خواص ساختاري و اپتيكي لايه‌هاي نازك اكسيد اينديم قلع

Investigation optical and structural properties of ITO Thin film

در اين تحقيق، لايه‌هاي نازك اكسيد اينديم قلع (ITO) به‌روش تبخير با پرتو الكتروني بر روي زيرلايه‌هاي شيشه‌اي با ضخامت‌هاي اسمي 50، 100، 170 و 250 نانومتر، با نرخ انباشت ثابت 10/0 نانومتر بر ثانيه لايه‌نشاني شده‌اند. دماي زيرلايه‌ها در خلال لايه‌نشاني در دماي 400 درجه سانتيگراد ثابت نگه داشته شد. از تكنيك‌هاي پراش پرتو ايكس (XRD) و بازتاب سنجي اشعه ايكس (XRR) براي آناليز ساختاري لايه‌هاي نازك استفاده شده است. خواص اپتيكي لايه‌ها با استفاده از طيف سنجي فرابنفش-مريي در محدوده (800-310 نانومتر) بررسي شد. همچنين آناليز عنصري ماده با استفاده از دستگاه انرژي پراكندگي اشعه ايكس (EDS) انجام شد. براي آناليز داده‌ها از نرم افزارهاي MATLAB، GENXو XPOWDER استفاده شدند. سپس ضخامت واقعي (nm)، چگالي الكتروني متوسط (e/?3) و ناهمواري (nm) لايه‌هاي نازك ITO به‌دست آمدند. مقادير گاف انرژي براي ضخامت هاي50، 100، 170 و 250 nm به‌ترتيب 47/3 ، 58/3، 71/3 و 87/3 eV به‌دست آمدند. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش ضخامت لايه‌هاي نازك اندازه متوسط بلورك‌ها رشد كرده، تراگسيل اپتيكي، جذب و گاف انرژي لايه‌هاي نازك به‌ترتيب كاهش، افزايش، افزايش مي‌يابد.

In this research, Indium Tin Oxide (ITO) thin films were deposited with the rate of 0.10 nm/s and thicknesses of about 50, 100, 170 and 250 nm by electron beam method on glass substrates. During deposition, the substrates temperatures were kept constant at 400 ?C. X-ray Diffraction (XRD) and X-ray Reflectivity (XRR) techniques were used to for thin films structural analysis ITO thin films. Their optical properties were analyzed using the spectroscopy of UV-Vis )310-800 nm(. Likewise, elemental analysis of matter was carried out with energy dispersive X-ray analysis (EDS) system. MATLAB, GENX and XPOWDER software was used for data analysis. Then real thickness (nm), mean electron density (e/?3) and the roughness (nm) of ITO thin films were determined. For thicknesses 50, 100, 170 and 250 nm band gaps were determined 3.47, 3.58, 3.71 and 3.87 eV respectively. The results showed that by increasing in thin films thickness, the mean particles sizes were grown, optical transmittance, absorbance and band gap were decreased, increased and increased respectively.