بررسي و مقايسه رفتار نيمه رسانايي و خواص نوري شيشه‌هاي اكسي‌فلوريدي سيستم SiO2-Al2O3-BaF2 و SiO2-Al2O3-CaF2

نيمه رساناهاي آمورف موادي با دورنماي روشن براي محدوده وسيعي از كاربردهاي اپتيكي از جمله سلول‌هاي خورشيدي، حسگرهاي نوري، ابزارهاي و حافظه نوري هستند. هدف از پژوهش حاضر، پرداختن به خواص نيمه رسانايي شيشه‌هاي اكسي فلوريدي سيستم SiO2-Al2O3-BaF2 و SiO2-Al2O3-CaF2 است كه از اين منظر بسيار كم مطالعه شده‌اند. تركيب‌هاي مناسب در سيستم‌هاي مذكور در بوته‌هاي آلومينايي سرپوشيده در دماي ˚C 1450 تحت عمليات ذوب قرار گرفتند و در قالب‌هاي فولادي به صورت عدسي‌هاي نوري ريخته‌گري شدند. نبود پيك تبلور در نتايج XRD حاكي از آمورف بودن نمونه‌ها بود. الگوهاي DTA نشان دادند كه دماي تبلور فاز فلوريدي براي شيشه حاوي BaF2 (SAB) ˚C693 است. در مقايسه با شيشه حاوي CaF2 (SAC) با دماي تبلور ˚C 684، اين دما بالاتر مي‌باشد. نتايج DTA در توافق با نتايج اندازه‌گيري چگالي بوده و چگالي شيشه SAB (g/cm385/3) بالاتر از چگالي شيشه SAC (g/cm3 70/2) بود. به عبارت ديگر BaF2 ساختار پيوسته‌تر با اكسيژن غيرپل‌زن كمتري را به دست مي‌دهد. بر اساس طيف‌هاي جذبي UV-Vis مقدار جذب نمونه SAB بيشتر از SAC است. جذب بالاتر و باند ممنوعه كوچكتر شيشه SAB (باند ممنوعه مستقيم eV 90/2 و باند ممنوعه غيرمستقيم eV 40/3) به معناي رفتار نيمه رسانايي بهتر آن نسبت به نمونه SAC (باند ممنوعه مستقيم eV 07/3 و باند ممنوعه غيرمستقيم eV 60/3) است. اين بهبود رفتار نيمه رسانايي به ساختار پيوسته‌تر شيشه SAB ارتباط دارد. انرژي Urbach كه نمايانگر درجه بي‌نظمي است، براي شيشه SAB 20/0 و براي شيشه SAC eV 32/0 محاسبه شد كه مويد نظم ساختاري بيشتر SAB است.