تهیه و مطالعه خواص ساختاری، الکتریکی و اپتیکی لایه های نازک نانوساختار اکسید نیکل (nio) باناخالصی li و ساخت دیود لایه نازک p-nio:li / n-sno2:f

در این تحقیق، لایه های نازک نیمرسانای شفاف اکسید نیکل به روش اسپری پایرولیزیز بر روی بسترهای شیشه ای تهیه شده است. نخست، اثر غلظت محلول اولیه نیترات نیکل و دمای بستر بر روی خواص ساختاری، الکتریکی، ترموالکتریکی، اپتیکی و فوتورسانایی لایه های نازک nio بررسی شد. نتایج این بررسی ها نشان داد که غلظت بهینه و دمای مناسب بستر برای تهیه لایه های نازک نانوساختار اکسید نیکل با رسانایی الکتریکی نوع-p و شفافیت اپتیکی بالا به ترتیب 0.1 مول و 450 درجه سانتیگراداست. در مرحله بعد، با استفاده از این پارامترهای بهینه، تاثیر ناخالصی لیتیم (li) به عنوان پذیرنده بر روی خواص ساختاری، الکتریکی، ترموالکتریکی، اپتیکی و فوتورسانایی لایه های نازک nio بررسی شد. برای ناخالص سازی از کلرید لیتیم (licl) با نسبت های مولی مختلف در محلول اولیه استفاده شد. در تهیه محلول ناخالصی، مقدار نسبت اتم ناخالصی به اتم میزبان [li]/[ni] در درصدهای 0%- 10%- 20%- 30%- 40%- 50%- 60%- 80% و 100% تعیین شد. خواص ساختاری، الکتریکی و اپتیکی لایه های نازک ni1-xlixo با استفاده از اندازه گیری های پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف سنجی uv-vis، آزمایش های اثر سیبک و اثر هال مطالعه شد. نتایج حاصل از آنالیز xrd نشان دهنده تشکیل ساختار مکعبی اکسید نیکل در لایه های nio و nio:li است. البته در ترازهای بالای ناخالصی لیتیم، فازهای ni2o3 و nicl2 نیز مشاهده شد. برای این لایه ها گاف نواری 3.6 الکترون ولت و چگالی حامل ها از مرتبه cm-3 1018-1015 بدست آمد. در نهایت نمونه بهینه( %nio:li (50 at) که دارای کمترین مقاومت (m?/? 7/4) بود، به عنوان یک نیمرسانای نوع-p در ساخت اتصال های p-n و p-i-n با ساختارهای p-nio:li/n-sno2:f و p-nio:li/i-zno/n-sno2:f مورد استفاده قرار گرفت. برای قطعه دیود بهینه p-n، ولتاژ آستانه مستقیم برابر 0.4 ولت و ولتاژ شکست معکوس 2.8- ولت بدست آمد. اندازه گیری منحنی مشخصه i-v دیود نشان می دهد که افزودن لایه میانی اکسید روی منجر به افزایش ولتاژ آستانه و شکست می شود. نتایج به دست آمده از فرایند بازپخت در اتمسفر محیط نشان داد که افزایش دمای حرارت دهی، موجب افزایش ولتاژ آستانه و کاهش ولتاژ شکست می شود.