سنتز لایه‌های نازک تک‌بلور بسیار شفاف NiO آلاییده با F توسط لایه‌نشانی افشانه

بن رماش, سعید; مامی, مونیره; عون, یاسین; صبایحی, امیره

doi:10.47176/ijpr.23.3.11780

سنتز لایه‌های نازک تک‌بلور بسیار شفاف NiO آلاییده با F توسط لایه‌نشانی افشانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

سعید بن رماش ¹

مونیره مامی ²

یاسین عون ³

امیره صبایحی ¹

¹ آزمایشگاه مواد، انرژی و محیط زیست، دانشگاه بسکره، الجزایر

² دانشکده فیزیک، دانشگاه الوادی، الجزایر

³ گروه مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه الوادی، الجزایر

https://doi.org/10.47176/ijpr.23.3.11780

چکیده

در این کار، هدف اصلی بررسی یک مادۀ جدید مبتنی بر لایه‌های نازک NiO آلاییده با فلوئور با تکنیک لایه‌نشانی افشانه است. هگزا هیدرات نیترات نیکل Ni (NO3) 2.6H2O و فلوراید آمونیوم (NHF4) با نسبت 04/0 F/Ni = برای تهیه NiO آلاییده با F استفاده شد. خواص ساختاری، اپتیکی و الکتریکی لایه‌های نازک NiO آلاییده با F با حجم‌های محلول متفاوت NiO:F شامل ۵، 10، 15 و 20 میلی‌لیتر با استفاده از روش اسپری مورد بررسی قرار گرفت. لایه‌های نازک آماده شده NiO آلاییده با F ماهیتی تک‌بلوری با ساختار مکعبی دارند، قله پراش (111) جهت مرجح است، حداکثر اندازۀ بلورک‌ها 21/19 نانومتر است که برای حجم محلول 20 میلی‌لیتر به دست آمد. خواص اپتیکی به دست آمده نشان می‌دهد که تمام لایه‌های نازک تولید شده، عبور خوبی در حدود 80 درصد در ناحیۀ مرئی دارند. لایه‌های نازک NiO آلاییده با F که با 20 میلی‌لیتر لایه‌نشانی شده‌اند، کمترین گاف نواری اپتیکی eV 51/3 و بیشترین مقدار انرژی اورباخ meV 689/0 است. با این حال، لایۀ نازک تهیه شده با 5 میلی‌لیتر کمترین مقاومت الکتریکی Ω.cm ۲۳۱ را دارد، که می‌تواند به عنوان یک حسگر گاز استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

فلوئور

NiO

لایه‌های نازک

تکنیک لایه‌نشانی افشانه

ساختار تک‌بلوری

موضوعات

تجربی

عنوان مقاله English

Synthesis of high transparency of F doped NiO monocrystalline thin films by spray deposition

نویسندگان English

Said Benramache ¹

Mounira MAMMI ²

Yacine AOUN ³

Amira SBAIHI ¹

¹ Laboratoire des Matériaux, des Énergies et de l’Environnement, University of Biskra 07000, Algeria

² Department of Physics, University of El-Oued, 39000, Algeria

³ Mechanical Department, Faculty of Technology, University of El-Oued, El-Oued 39000, Algeria

چکیده English

The main objective of this work is to investigate a new material based on fluorine doped NiO thin films by spray deposition technique. Nickel nitrate hexahydrate Ni(NO₃)₂.6H₂O and ammonium fluoride (NHF4) with a ratio of F/Ni = 0.04 were used to prepare F doped NiO. The structural, optical and electrical properties of F doped NiO thin films were investigated with different NiO:F solution volumes of 5, 10, 15 and 20 ml using the spray technique. The prepared F doped NiO thin films have a monocrystalline nature with a cubic structure; the (111) diffraction peak is the preferred orientation; the maximum crystallite size is 19.21 nm obtained for 20 ml. The optical property shows that the all the prepared F doped NiO thin films have a good transmittance of about 80 % in the visible region. The F doped NiO thin films deposited with 20 ml have a minimum optical gap energy of 3.51 eV and the highest value of Urbach energy of 0,689 meV. However, the thin film prepared with 5 ml has a minimum electrical resistivity of 231 Ω.cm, which can be used as a gas sensing.

کلیدواژه‌ها English

NiO

thin films

spray deposition technique

monocrystalline structure

M H Raza, K Movlaee, Y Wu, S M El‐Refaei, M Karg, S G Leonardi, G Neri, and N Pinna, Electro. Chem 6 (2019) 383.
S H Wang, S R Jian, G J Chen, H Z Cheng, J Y Juang, Coatings 9 (2019) 107.
Y Aoun, M Marrakchi, S Benramache, B Benhaoua, S Lakel, and A Cheraf, Materials Research 21 (2018) e20170681.
C Zaouche, A Gahtar, S Benramache et al. Digest Journal of Nanomaterials & Biostructures (DJNB) 17 (2022) 1453
R S Kate, S C Bulakhe, and R J Deokate, Journal of Electronic Materials 48 (2019) 3220.
V Panneerselvam, K K Chinnakutti, S T Salammal, A K Soman, K Parasuraman, V Vishwakarma, and V Kanagasabai, Applied Nanoscience 8 (2018) 1299.
M Z Muzamil Aftab, A Dilawar, F Bashir, and Z H Aftab, Ceramics International 46 (2020) 5037.
M Sh Abdel-wahab, H K El Emam and W M A El Rouby, RSC Advances 13 (2023) 10818.
K Sato, S Kim, S Komuro and X Zhao, Japanese Journal of Applied Physics 55 (2016) 06GJ10.
N R Aswathy, J J Varghese, Sh Ranjini Nair, and R Vinod Kumar, Materials Chemistry and Physics 282 (2022) 125916.
H S Rasheed, H I Abdulgafour, F M Hassan et al. Journal of Materials Science: Materials in Electronics 33 (2022) 18187.
I L P Raj, S Valanarasu, A Asuntha et al. Journal of Materials Science: Materials in Electronics 33 (2022) 11753.
X Chu, J Leng, J Liu et al. Journal of Materials Science: Materials in Electronics 27 (2016) 6408.
M S Abdel-wahab, H K El Emam. & W M A El Rouby, Journal of Materials Science: Materials in Electronics 34 (2023) 1637.
Y Zhao, J Yan, Y Huang et al. Journal of Materials Science: Materials in Electronics 29 (2018) 11498.
R S Kate, S C Bulakhe and R J Deokate, Quant. Electron. 51 (2019) 319.
H H Abdelhalium, M S Abdel-wahab, M T Tamm and W Z Tawfik, Phys. A, 129 (2023) 459.
A Diha, S Benramache and L Fellah, Nano- Electron. Phys. 11 (2019) 03002.
A Kumar and P P Sahay, Phys. A, 127 (2021) 286.
A Gahtar, S Benramache, A Ammari, A Boukhachem and A Ziouche, Nano-Metal Chem. 52 (2022) 112.
U Alver, H Yaykaşlı, S Kerli and A Tanrıverdi, J. Min. Met. Mater. 20 (2013) 1097.
H Aydin, Sh A. Mansour, C Aydin, A A Al-Ghamdi, O A. Al-Hartomy, F El-Tantawy and F Yakuphanoglu, Sol-Gel Sci. Techn. 64 (2012) 728.
S Kerli, and U Alver, Rep. 59 (2014) 1103.
D P Joseph, M Saravanan, B Muthuraaman, P Renugambal, S Sambasivam, S P Raja, P Maruthamuthu and C Venkateswaran, Nanotechnology 19 (2008) 485707.
M Aftab, M Z Butt, D Ali, F Bashir and T M Khan, Mater. 119 (2021) 111369.