منصة الرسائل والاطاريح: تحضير وتوصيف المتراكب النانوي من أوكسيد السيلكون /أوكسيد الكرافين /أوكسيد الزنك للتطبيقات الالكترونية البصرية

الخلاصة

تم تحضير أغشية رقيقة تتكون من ركيزة من أسلاك أكسيد السيليكون النانوية المحضرة كيميائيًا (SiO NWs)، ثم تم ترسيب الجرافين والزنك عليها (SiO NWs) باستخدام ليزر Nd: YAG بطول موجة (1064 نانومتر)، ونبضات (200-500 نبضة). )، حيث أثبت الترسيب بالليزر النبضي (PLD) فعاليته في إنتاج الأغشية الرقيقة. تمت دراسة الخصائص التركيبية للأغشية الرقيقة بأستخدام حيود الأشعة السينية (XRD). أظهرت النتائج أن أغشية (SiO NWs/ G/ ZnO NPs) لها نفس البنية. تم استخدام حيود الأشعة السينية(XRD) لتحليل التركيب البلوري للأغشية المنتجة وأظهرت النتائج أن جميع الأغشية المحضرة بلورية في الطور المكعب لـ SiO NWS والعينات الاخرى. هناك انخفاض في الحجم البلوري للجسيمات النانوية ، وهذا مؤشر على الخصائص المحسنة للأغشية المحضرة. تمت دراسة التشكيل السطحي للأغشية المحضرة باستخدام مجهر القوة الذرية.(AFM) حيث لوحظ أن حجم الحبوب يتناقص مع زيادة عدد نبضات الليزر بالنسبة للمركب الثلاثي و هناك أيضًا انخفاض في معدل خشونة السطح ومعدل الجذر التربيعي (RMS) عن طريق زيادة عدد نبضات الليزر. وزيادة كثافة الجرافين وأكسيد الزنك. بالنسبة لنتائج المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) ، أظهرت الصور أن شكل الحبيبات كروي لجميع الأفلام. يمكن ملاحظة أن أسلاك السيليكون النانوية الموجودة على السطح تختفي بسبب زيادة كثافة الجرافين النانوي والزنك عن طريق زيادة عدد نبضات الليزر عليها ، مما يؤدي إلى تكوين طبقات من المواد. أظهرت نتائج التحليل الطيفي لرامان أنه عند إضافة ZnO إلى SiO NWs/GO، تزداد نسبة G/D مما يؤدي إلى قيمة 1.2. يشير هذا إلى أن إضافة ZnO يؤدي إلى زيادة الانتظام في شبكة GO. بالإضافة إلى ذلك، يُظهر طيف رامان لـ GO وجود ذروة تبلغ حوالي 1600 سم -1، والتي يتم ملاحظتها بشكل شائع في طيف رامان للجرافين، مما يشير إلى إمكانية وجود طبقة طلاء من أكسيد الجرافين المخفض (RGO) على (SiO NWs). تمت دراسة الخواص البصرية للأغشية المحضرة باستخدام قياسات التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية والأشعة المرئية (UV-VIS) للانعكاس المنتشر في المنطقة الطيفية (200-900) نانومتر. تم حساب فجوة الطاقة المباشرة والغير مباشرة لجميع الأفلام المحضرة 3ev)) تقريباً وهذه قيمة فجوة الطاقة لأوكسيد السيلكون نانوواير ((SiO NWs مما يشير الى ان اوكسيد السيلكون نانوواير هو المادة المتغلبة وان طبقات جسيمات الغرافين والزنك اوكسيد النانوية اغشية رقيقة جداً. تمت دراسة الخواص الكهربائية كتأثير هول حيث بينت النتائج قيم ثابت هول (RH) تقل بشكل تدريجي مع زيادة نسب التشويب وان جميع الأغشية المحضرة من النوع (p-type) لأن السيليكون هو المنتصر, كما يلاحظ كذلك انخفاض قيم تحركية حاملات الشحنة (μ_H) لنفس السبب المذكور أعلاه. كذلك وجد أن الموصلية تزيد على سبيل المثال SiO NWs (8.54E + 01 σ (Ω.cm) -1) بينما بالنسبة لل (SiO NWs/G/ZnO NPs) (8.87E + 01 σ (Ω.cm) -1) والعكس صحيح للأفلام الأخرى ، تنخفض أيضًا المقاومية على سبيل المثال SiO NWS (1.17E-02 Ω.cm) بينما للمركب الثلاثي (1.13E-02 Ω.cm) وبالعكس للأفلام أخرى. أظهرت قياسات خصائص جهاز الكشف الضوئي للأغشية الرقيقة أن جميع العينات تعمل في طيف VIS-IR ، أقصى استجابة عند الطول الموجي (900 نانومتر) تقريبًا كانت للمركب الثلاثي (SiO NWS/G/ZnO NPs). كذلك بالنسبة للكفاءة الكمية كانت أقصى كفاءة (107.43 %) للمركب الثلاثي (SiO NWS/G/ZnO NPs). بالنسبة الى الخلية الشمسية أظهرت خصائص تيار- جهد للمفارق الهجينة المحضرة من الأغشية (SiO NWs P-type/G/ ZnO NPs n-type) ان تيار الانحياز الامامي عند الاضاءة يتغير اسيا مع الجهد المطبق وان قيم الكفاءة صغيرة تزداد تدريجيا ويعزى ذلك الى زيادة تركيز حاملات الشحنة نتيجة لتغير نسب التطعيم بجزيئات نانوية من الغرافين وأوكسيد الزنك .