بهینه سازی شفافیت نوری و هدایت الکتریکی لایه های نانو ساختار ito سنتز شده به روش سل-ژل

چکیده در ابتدا، هدف این پایان نامه، تهیه ی لایه های نازک ito (اکسید ایندیم و قلع) با خواص ساختاری، اپتیکی و الکتریکی مناسب با استفاده از نمک ارزانتر قلع(ii) به روش سل-ژل بود. به این منظور در مرحله ی اول این تحقیق، سل اولیه یito از نمک قلع(sncl2.2h2o) (ii) به عنوان ماده ی اولیه-ی قلع و ایندیم نیترات (in(no3)3.5h2o) و آب و اتانول به عنوان حلال تهیه شد. سل تهیه شده با استفاده از روش غوطه وری روی لام شیشه ای نشانده شد. از آنجایی که شفافیت این لایه ها با افزایش دمای حرارت دهی کاهش می یابد، برای حصول لایه ای با شفافیت بالا، دمای 420 درجه ی سانتیگراد برای حرارت دهی لایه های نشانده شده انتخاب گردید و لایه ی حاصل از این مرحله پس از خشک شدن، در دمای مورد نظر حرارت دهی شد (لایه ی شماره ی1). خواص ساختاری، اپتیکی و الکتریکی این لایه توسط آنالیزهایxrd ، اندازه گیری گاف انرژی و مقاومت سنجی چهار ترمینالی بررسی گردید. به علت عدم مشاهده ی ساختار بلوری ito در لایه ی نشانده شده توسط روش غوطه وری در دمای 420 درجه ی سانتیگراد، سل موجود، در مرحله ی دوم با روش اسپری پیرولیز لایه نشانی شد و پس از اعمال حرارت در دمای ذکر شده ، مورد بررسی های لازم قرار گرفت (لایه ی شماره ی 2). نتایج این بررسی ها با نتایج حاصل ازآنالیز لایه ی پوشش دهی شده با روش غوطه وری در شرایط برابر مقایسه شد و مشاهده شد که لایه ی نشانده شده با روش اسپری پیرولیز دارای ساختار بلوری بهتر ومقاومت الکتریکی کمتری است اما ساختار ito با استفاده از این روش نیز به طور کامل بلوری نشد لذا در مرحله ی سوم به ترتیب از حضور اکسنده های ید، کلرید آهن(iii) و نیترات نقره در سل اولیه استفاده شد و سل های حاصل با روش غوطه وری روی لام های شیشه ای نشانده شدند. به دنبال بررسی خواص لایه ها توسط آنالیزهای xrd ,sem ,uv-vis و مقاومت سنجی چهار ترمینالی، مشاهده شد که با بکارگیری اکسنده ها ساختار ito بلورینه شد (لایه های 3و4و5). همچنین در حضور اکسنده ی مناسب تر (i2) (لایه ی شماره ی 5)، علاوه بر تشکیل ساختار بلورینه ی ito در دمای پایین تر (c?420) خواص ساختاری و اپتیکی لایه بطور چشمگیری بهبود یافت اما خواص الکتریکی بهتری برای لایه ی تهیه شده در حضور اکسنده ی نیترات نقره (لایه ی شماره ی 3)، به علت رسوب فلز نقره در لایه ito مشاهده شد. بنابراین در مرحله ی چهارم سلی حاوی ذرات یون نقره (کلوئید نقره) روی لایه های حاصل شده از مراحل اول ودوم (لایه های 1و2) نشانده شد تا علاوه بر تشکیل لایه ی ito در حضورag+ به عنوان اکسنده، فلز نقره به ساختار ito افزوده گردد. با بررسی ساختار بلوری لایه ها ی نهایی (لایه های 6و7) مشاهده شد که نقره به لایه های ito افزوده شده و در نتیجه لایه های (ag-ito) بلوری شده اند و حضور نقره سبب کاهش مقاومت الکتریکی لایه های حاصل گردیده است.