ساخت، مشخصه یابی و کاربرد حسگری نانوساختارهای لایه نازک اکسید هادی شفاف zno:cu با هدایت نوع p متشکل از نانوبلورک ها؛ و نانومیله ها و نانوسیم های zno

اکسید روی (zno) به عنوان یک اکسید رسانای شفاف (tco)، یکی از مهم ترین نیمرسانا های ترکیبی ii-vi است. zno به طور ذاتی، یک نیمرسانا نوع n است؛ درحالی که برای ساخت قطعات اپتوالکترونیک شفاف، هر دو نوع رسانندگی n و p مورد نیاز است. در این رساله، نتایج مطالعات و کارهای تجربی در زمینه های ساخت، مشخصه یابی، و کاربردهای حسگری نانوساختارهای لایه نازک رسانای شفاف zno ارایه گردیده است. در بخش مطالعاتی، در چهار فصل اول، به ترتیب، مواد p-tco، رسانندگی نوع n و p در zno، نانوساختارهای zno، و کاربردهای حسگری tco ها مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل پنجم، در مورد روش های تجربی ساخت و مشخصه یابی بحث شده است. فصل ششم، که بخش اول کارهای تجربی است، راجع به نتایج ساخت به روش اسپری پایرولیزیز، مشخصه یابی خواص ساختاری، الکتریکی، اپتیکی، و کاربردهای حسگری لایه های نازک zno:cu (با تمرکز از 0 تا 20% اتمی مس) می باشد. پاسخ نمونه های بدون ناخالصی و با ناخالصی های متفاوت cu به no2 (گاز اکسیدکننده) به ترتیب، افزایش و کاهش در مقاومت الکتریکی را نشان داد؛ که این بیانگر رسانندگی نوع p در نمونه های با آلایش cu است. بررسی تاثیر h2 (گاز احیاکننده) در پاسخ نمونه های آلاییده این نتیجه را تایید کرد. طیف uv-vis نمونه ها، کاهش در پهنای گاف نواری zno را با افزایش تمرکز cu نشان داد. مطالعات xrd نشان داد که نمونه ها بس بلوری با ساختار ورتسایت شش گوش هستند. اندازه بلورک ها برای همه نمونه ها زیر nm 40 بود؛ و با افزایش میزان cu، این اندازه روند نزولی داشت. ریخت شناسی سطحی لایه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مطالعه شد؛ و حضور cu نیز با طیف سنجی فوتوالکترون پرتو x (xps) تایید گردید. برای تایید رسانندگی نوع p لایه های zno آلاییده با cu، از اثر سیبک استفاده شد. منشاء رسانندگی نوع p به حفره های تولید شده توسط اتم های cu در جایگاه zn در ساختار zno نسبت داده شد. در فصل هفتم، بخش دوم کارهای تجربی آورده شده است؛ که به نتایج ساخت، مشخصه یابی و کاربردهای حسگری لایه های نازک نانومیله و نانوسیم zno می پردازد. نانوسیم های متصل به هم zno از طریق یک فرایند بدیع دو مرحله ای رشد داده شدند. در ابتدا، لایه بذری zno با دو روش کندوپاش rf و اسپری پایرولیزیز به ترتیب بر روی زیرلایه های کوارتز و شیشه لایه نشانی شدند. سپس، از این لایه های بذری برای رشد گرمابی zno استفاده شد. لایه های بذری تهیه شده به روش کندوپاش باعث رشد نانومیله های نسبتاً عمودی به قطر میانگینnm 80~ شدند؛ در حالی که لایه های بذری اسپری شده، آرایه هایی از نانوسیم های متصل به هم zno به قطر میانگین nm 15~ را تولید کردند. نانوسیم های zno به عنوان حسگر گاز no2 استفاده شدند، و پاسخ بسیار خوبی حاصل شد. در فصل پایانی، نتیجه گیری های کلی و یک سری پیشنهادات برای ادامه کار ارایه گردیده است.