23471

بررسي مورفولوژي و ساختار لايه‌هاي نيتريد مس انباشت شده به روش مگنترون اسپاترينگ فعال

كارشناسي ارشد

فيزيك حالت جامد

96-98

1398

دكتر محمد رضا زماني ميميان

دكتر مسعود هاشمي نياسري

فيزيك

در اين پژوهش، لايه نازك مس نيترايد با دستگاه كندوپاش مغناطيسي بر روي زير لايه شيشه و بدون استفاده از گاز آرگون تحت تاثير ولتاژ باياس‌هاي مختلف0، 50، 150و250 ولت لايه نشاني شد. سپس ساختار و خواص اپتيكي نمونه‌ها با استفاده از آناليزهاي XRD، AFM، SEM، UVو PL مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از پراش پرتوي ايكس نشان مي‌دهد ساختار كريستالي مس نيترايد با جهت‌گيري صفحات (100) و (200) تشكيل شده است كه ولتاژ باياس 150 ولت بهترين ساختار كريستالي را در بين ولتاژ باياس هاي مورد بررسي در اين پژوهش دارد و ولتاژ باياس 250 ولت نامنظم‌ترين ساختاركريستالي را داراست كه اين ساختار به آمورف نزديك شده است، همچنين اندازه ذرات با افزايش ولتاژ باياس ازnm 36 به nm 19 كاهش مي‌يابد. تصاوير AFM و SEM نشان مي‌دهد كه سطح لايه‌ها با افزايش ولتاژ باياس يكنواخت‌تر مي‌شوند و ضخامت لايه‌ها از nm732 به nm 324 كاهش مي‌يابد. اطلاعات حاصل از آناليز UV و PL نشان مي‌دهد با افزايش ولتاژ باياس گاف نوري محاسبه شده از معادله تائوس از 0.71 نانومتر به 1.42 نانومتر تغيير مي‌كند و انرژي فوتون توليد شده حاصل از فوتولومينسانس نيز افزايش مي‌يابد.

1400/02/13

Investigation of morphology and structure of copper Nitride films deposited by reactive magnetron sputtering

10/14/2021 12:00:00 AM

Copper nitride (Cu3N) thin films were deposited on glass substrates by reactive radio-frequency (rf) magnetron sputtering in a pure nitrogen atmosphere, with different bias voltages being applied to the substrate holder. The effect of DC bias voltage of 0, 50, 150 and 250 V on the structural, morphological and optical properties of the Cu3N thin films was investigated by X-ray spectroscopy (XRD), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), ultraviolet-visible spectroscopy and photoluminescence (PL) spectroscopy. XRD patterns show that the films are composed of Cu3N crystallites with the exhibited preferential orientation of (1 0 0) and (2 0 0). Moreover, the grain size ranging from 36nm to 19nm decreases with the increase in the substrate bias voltage. The AFM images show that the films become more uniform with the increase in bias voltage. By means of Tauc's equation, the optical band gaps of the films were calculated, ranging from 0. 7eV to 1. 4eV. Furthermore, the indirect optical band gap and the optical transmittance increase with the increase in the bias voltage. The PL spectroscopy shows that the peak wavelength shifts towards shorter wavelengths with the increase of bias voltage

مس نيترايد , كندوپاش مغناطيسي بدون گاز آرگون , خواص اپتيكي , ولتاژ باياس

Copper nitride , sputtering in a pure nitrogen atmosphere, , DC bias voltage , optical properties