شماره ركورد
34012
پديد آورنده
سهند كمانگر
عنوان
تاثير افزودنيهاي موليبدن و فلوئور بر مورفولوژي و خواص نوري پوششهاي رساناي اكسيد قلع
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/27
استاد راهنما
دكتر سيد محمد ميركاظمي
استاد مشاور
دكتر سيد محمد ميركاظمي
دانشكده
مواد
چكيده
در پژوهش حاضر، هدف اصلي ساخت و مشخصهيابي لايهي نازك اكسيد قلع خالص (SnO₂) و آلاييده شده با فلوئور (FTO) به روش اسپري پيروليز است كه يكي از اكسيدهاي رساناي شفاف (TCO) است. براي تهيه اين فيلمها، از نمك مادهي اوليهي قلع بهنام (SnCl₄·5H₂O) و براي افزودن آلايندهي فلوئور از فلوريد آمونيوم (NH₄F) با نسبت F/Sn برابر با 10، 20 و 30 درصد مولي استفاده شد. همچنين براي تهيهي فيلمهاي FTO، آلايندههاي كاتيوني موليبدن و كبالت با استفاده از نمكهاي آنها در محدودهي غلظتي 5/0 تا 4 درصد مولي براي كبالت و 5/0 تا 2 براي موليبدن اضافه شد و اثر آنها بر روي خواص فيلم مورد بررسي قرار گرفت. دماي بستر در محدودهي 500 درجهي سانتيگراد بود تا اثر اين تغييرات مورد بررسي قرار گيرد.
بررسيهاي ساختاري، مورفولوژيكي، نوري و الكتريكي فيلمها توسط آناليزهاي پراش پرتو ايكس(XRD)، ميكروسكوپ الكتروني نشر ميداني(FE-SEM)، اسپكتروفتومتر در محدودهي مرئي و مقاومت سنج چهار نقطهاي انجام شد. همچنين ضريب شايستگي براي تمامي نمونهها نيز محاسبه شد.
در اين پژوهش، فيلمها كاملاً متراكم و با ضخامت يكنواخت ( 500 نانومتر) تهيه شدند. با توجه به ميزان آلايندههاي مورد استفاده در محلول و همچنين دماي لايهنشاني، ميزان عبور نور و مقاومت الكتريكي فيلمها متغير بود. بيشترين عبور در ناحيهي مرئي در نمونهي RC1M (نمونه اكسيد قلع آلاييده شده با 10% مولي فلوئور، 1% مولي كبالت و 5/0% مولي موليبدن) ديده شد كه در حدود 5/83% و كمترين ميزان مقاومت سطحي برابر با Ω/□ 09/2 بوده كه مربوط به نمونهي RC2M1 (نمونه اكسيد قلع آلاييده شده با 10% مولي فلوئور، 2% مولي كبالت و 1% مولي موليبدن) است كه در دماي 500°C بهدست آمده است. اين نمونه با رسانايي بالا و ميزان عبور نور در اين محدوده (حدود 9/78%) بوده و ميتواند بهعنوان گزينهي مناسب براي كاربردهاي نوري-الكتريكي مانند سلول هاي خورشيدي مختلف مورد استفاده قرار گيرد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/26
عنوان به انگليسي
The Effect of Molybdenum and Fluorine Additives on the Morphology and Optical Properties of Conductive Tin Oxide Coatings
تاريخ بهره برداري
10/19/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سهند كمانگر
چكيده به لاتين
In the present study, the main purpose was the fabrication and characterization of pure tin oxide (SnO₂) and fluorine-doped tin oxide (FTO) thin films using the spray pyrolysis technique, which is one of the well-known methods for producing transparent conducting oxides (TCOs). For film deposition, Tin chloride pentahydrate (SnCl₄·5H₂O) was employed as the tin precursor, while ammonium fluoride (NH₄F) was used as the flurine precursor with F/Sn molar ratios of 10, 20, and 30%. In addition, for the preparation of FTO films, molybdenum and cobalt were incorporated as cationic dopants through suitable precursor compounds in the concentration ranges of 0.5–4 mol% (Co) and 0.5–2 mol% (Mo). The effects of these dopants on the structural, optical, and electrical properties of the films were investigated. The substrate temperature during deposition was maintained at 500 °C to evaluate the influence of these parameters. Structural, morphological, optical, and electrical characterizations were performed using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), UV–Visible spectrophotometry, and a four-point probe method. Furthermore, the figure of merit was calculated for all samples. The deposited films were dense and uniform with an average thickness of approximately 500 nm. Depending on the dopant concentrations and deposition temperature, variations in optical transmittance and electrical resistivity were observed. The highest optical transmittance in the visible region (≈ 83.5%) was obtained for the RC1M sample (10 mol% F, 1 mol% Co, and 0.5 mol% Mo), whereas the lowest sheet resistance (2.09 Ω/□) was achieved for the RC2M1 sample (10 mol% F, 2 mol% Co, and 1 mol% Mo) deposited at 500 °C. This sample exhibited high electrical conductivity and acceptable optical transparency (~78.9%), making it a promising candidate for optoelectronic applications such as various types of solar cells.
كليدواژه هاي فارسي
اسپري پيروليز , فيلم شفاف هادي جريان , اكسيد قلع
كليدواژه هاي لاتين
Spray pyrolysis , transparent conductive oxide
Author
sahand kamangar
SuperVisor
dr. mohammad mizkazemi