![](/images/graphics-bg.png)
Effect of annealing temperature on the structural and optical properties of ZnS thin films deposited by CBD
Other Title(s)
تأثير المعاملة الحرارية على الخواص التركيبية و الضوئية للأغشية الرقيقة لمركب كبريتيد الخارصين ZnS المحضرة بطريقة ترسيب الحمام الكيميائي
Author
Source
Issue
Vol. 33, Issue 1A (31 Mar. 2015), pp.156-181, 26 p.
Publisher
University of Basrah College of Science
Publication Date
2015-03-31
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
26
Main Subjects
Topics
Abstract AR
حضرت الأغشية الرقيقة لمركب كبريتيد الخارصين ZnS على القواعد الزجاجية باستخدام تقنية ترسيب الحمام الكيميائي (CBD) بدرجة حرارة ترسيب 90oC للحمام المائي و قد تم معاملة تلك الأغشية الرقيقة حراريا بدرجات حرارية مختلفة (250, 300 and 350oC) في الهواء و بزمن قدره 30 دقيقة.
يحتوي الحمام الكيميائي على محاليل الثيوريا و كبريتات الخارصين و الأمونيا و هيدرات الهيدرازين.
تم التحقق من تأثير درجة حرارة المعاملة الحرارية على خواص التراكيب الدقيقة (المجهرية) و الضوئية للأغشية الرقيقة لمركب ZnS.
تم تشخيص الخواص التركيبية و الضوئية للأغشية الرقيقة لمركب ZnS بواسطة حيود الأشعة السينية و مطياف الأشعة فوق البنفسجية-والمرئية-والقريبة من تحت الحمراء (UV-VIS-NIR).
تشير تحليلات حيود الأشعة السينية إلى أن الأغشية الرقيقة لمركب ZnS تمتلك التركيب البلوري المكعب (zinc blende) و باتجاه نمو مفضل (111).
تم حساب المعاملات التركيبية مثل معامل الشبيكة و الحجم البلوري (الحبيبي) و الإجهاد الدقيق و كثافة الانخلاع.
نلاحظ تحسن التبلور مع الزيادة بدرجة حرارة المعاملة الحرارية، و قد كان معدل الحجم الحبيبي قبل المعاملة (1.9198 nm) و بعد المعاملة الحرارية أصبح (2.1612 nm) و (4.2821 nm) و (5.7720 nm) على التوالي (وذلك يدل على أن الحجم الحبيبي يزداد بزيادة درجة حرارة التلدين، بينما يقل الإجهاد الدقيق و كثافة الانخلاع مع زيادة درجة حرارة التلدين).
كذلك وجدنا تغير سطح الغشاء لمركب ZnS إلى ZnO بعد معاملة الأغشية بدرجة حرارة ما بين 300-350oC.
تم تسجيل النفاذية و الامتصاصية و الانعكاسية لأغشية ZnS بمدى الأطوال الموجية 300-1000 nm، تم حساب فجوة الطاقة للانتقال المباشر و كانت قيمتها 3.85eV و لوحظ نقصان فجوة الطاقة إلى 3.42eV مع التلدين.
نلاحظ من دراسة النفاذية أن الأغشية الملدنة بدرجة حرارة 350oC تمتلك أعلى نفاذية بحدود 95.50 %.
تم حساب معامل الانكسار و معامل الخمود و كذلك الجزء الحقيقي و الجزء الخيالي للثوابت البصرية و التوصيلية الضوئية.
إن زيادة درجة حرارة التلدين تعمل على زيادة المسامات في الأغشية، و التي ينتج عنها نقصان في معامل الانكسار و زيادة في معامل الخمود للغشاء.
Abstract EN
Zinc sulfide thin films were deposited on glass substrates by using chemical bath deposition (CBD) technique at 90oCand annealed at different temperatures (250, 300 and 350oC) in air for 30 minutes.
The chemical bath contains the solutions of thiourea, zinc sulphate, ammonia and hydrazine hydrate.
Effect of annealing temperature on the microstructure and optical properties of ZnS thin films were investigated.
The structural and optical properties of ZnS thin films were characterized using X-ray diffraction [XRD] and UV-Visible-NIR spectrometry.
The XRD analyses indicate that ZnS thin films have zinc blende (cubic) structures with (111) preferential orientation.
The structural parameters like lattice parameter, crystallite size, micro strain and dislocation density are calculated.
The crystallinity is apparently improved with the increase of annealing temperature.
The average grain size was found to be 1.9198 nm and after annealing the grain size was 2.1612 nm, 4.2821 nm and 5.7720 nm respectively (grain size increase with the increase of annealing temperatures, whereas dislocation density and micro strain decreases with the increase of annealing temperatures).
It is also found that film surface changes to ZnO after the film is annealed at 300-350oC.
The transmittance, absorbance and reflectance are recorded in the range of 300-1000 nm, the optical band gap is direct with a value of 3.85eV, but this value decreased to 3.42eV with annealing temperature at 350oC.
The result showed that the CBD ZnS thin films annealed at 350oC exhibit the highest transmittance of about 95.50 %.
The refractive index (n), extinction coefficient (k), optical conductivity and real and imaginary parts of dielectric constant are evaluated.
Additionally, the increase of annealing temperature will increase the pores in films, which results in the decrease of refractive indices and increase of extinction coefficients of the film.
American Psychological Association (APA)
Ali, Muhammad Muhsin. 2015. Effect of annealing temperature on the structural and optical properties of ZnS thin films deposited by CBD. Basrah Journal of Science،Vol. 33, no. 1A, pp.156-181.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-542809
Modern Language Association (MLA)
Ali, Muhammad Muhsin. Effect of annealing temperature on the structural and optical properties of ZnS thin films deposited by CBD. Basrah Journal of Science Vol. 33, no. 1A (2015), pp.156-181.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-542809
American Medical Association (AMA)
Ali, Muhammad Muhsin. Effect of annealing temperature on the structural and optical properties of ZnS thin films deposited by CBD. Basrah Journal of Science. 2015. Vol. 33, no. 1A, pp.156-181.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-542809
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 176-180
Record ID
BIM-542809