فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره اثر دمای بازپخت بر ویژگی‌های اپتیکی، میزان زبری سطح و آستانه تخریب لیزری لایه‌های TiO2

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره اثر دمای بازپخت بر ویژگی‌های اپتیکی، میزان زبری سطح و آستانه تخریب لیزری لایه‌های TiO2 دارای ۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره اثر دمای بازپخت بر ویژگی‌های اپتیکی، میزان زبری سطح و آستانه تخریب لیزری لایه‌های TiO2  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره اثر دمای بازپخت بر ویژگی‌های اپتیکی، میزان زبری سطح و آستانه تخریب لیزری لایه‌های TiO2،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره اثر دمای بازپخت بر ویژگی‌های اپتیکی، میزان زبری سطح و آستانه تخریب لیزری لایه‌های TiO2 :

چکیده

در این تحقیق، بهبود آستانه تخریب لیزری برای لایه های نازک TiO2 با استفاده ازفرآیند بازپخت حرارتی در کوره بازپخت، مورد مطالعه قرار گرفته است. لایه نشانی نمونه ها به روش تبخیر باریکه الکترونی انجام گرفت. سپس نمونه هادر دماهای ۳۰۰، ۴۰۰ و ۶۰۰درجه سانتی گراد به مدت ۲ ساعت در شرایط خلأ بازپخت شده و تست آستانه تخریب روی نمونه انجام گرفت . همچنین طیف اپتیکی نمونه ها با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر و زبری سطح با استفاده از درستگاه SPM، بدست آمد. مشخص گردید که آستانه تخریب لیزری نمونه ها پس از بازپخت افزایش محسوسی یافته است که علت اصلی آن ناشی از چگال تر شدن لایه بعد از فرایند بازپخت می باشد. همچنین دامنه شدت طیف عبوری نیز به دلیل تغییر ضریب شکست به مقدار بسیار کمی بالاتر رفته است.

مقدمه

در دهه های اخیر تحقیقات گسترده ای برای خواص اپتیکی ، خواص الکترونیکی، ظرفیت نواری پهن و پایداری شیمیایی دی اکسید تیتانیم (TiO2) صورت گرفته است. فیلم های بلوری شده

TiO2 کاربرد های گوناگونی در صنایع اپتیک[۱]، سلول های خورشیدی[۲]، کاربردهای دی الکتریک[۳]، خود پاک کننده ها[۴]، لایه های فوتوکاتالیتیک[۵]، لایه نشانی های محافظ و در وسائل میکروالکترونیک[۶] دارند و هر روز نقش پررنگ تری را در صنایع مختلف ایفا کرده و تحقیقات بیشتری پیرامون این دی الکتریک با ارزش صورت می گیرد. TiO2 می تواند به صورت لایه آمورف و همچنین سه فاز کریستالی وجود داشته باشد: آناتاز

(چهار وجهی)، بروکیت (راست گوشه) و روتایل (چهار وجهی).

تنها فاز روتایل در دماهای بالا، پایدار است. ضرایب شکست آناتاز و روتایل در طول موج ۵۰۰ nm به ترتیب ۲/۵ و ۲/۷ است.

ساختار آناتاز در دماهای حدود۳۵۰ C بدست می آید و دماهای بین ۴۰۰ و ۸۰۰ C فاز روتایل هم وجود دارد و در دماهای بالاتر تنها ساختار روتایل حضور دارد. روش های مختلفی برای انباشت TiO2 وجود دارد، تبخیر توسط باریکه الکترونی [۷]،

انباشت به کمک باریکه یونی[۸]، کندوپاش مگنترون واکنشی DC [9]، کندوپاش مگنترون واکنشی۱۱] RFو[۱۰، از آن جمله اند.
خواص فیلم های دی اکسید تیتانیم تنها به روش های تهیه آن ها وابسته نیست، بلکه به شرایط انباشت نیز وابسته است.

تئوری فرآیند

در این تحقیق فرآیند بهبود آستانه تخریب لیزری برای لایه های TiO2 با استفاده ازفرآیند بازپخت حرارتی مورد مطالعه قرار گرفته است. لایه نشانی نمونه ها به روش تبخیر باریکه الکترونی انجام گرفت. نمونه هادر دماهای ۳۰۰، ۴۰۰ و ۶۰۰ درجه سانتی گراد به مدت ۲ ساعت در شرایط خلأ بازپخت شده و تست آستانه تخریب روی نمونه انجام گرفت.

یکی از روش های بررسی آستانه تخریب، مقایسه توان های متوسطی است که در آن عمل تخریب برای هرکدام از نمونه ها رخ

داده است، این روش هنگامی به کار برده می شود که عرض پالس، ولتاژ و دیگر ویژگی ها در تمام موارد یکسان باشد. در اینجا کافی است شدت لیزر ورودی را در هر مورد اندازه گیری و مقایسه نمود، شدت بالاتر معادل آستانه تخریب بالاتر است، همچنین برای بررسی تغییرات احتمالی اثر بازپخت روی طیف اپتیکی و زبری سطح لایه ها، نمونه ها با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر و میکروسکوپ پروبی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفتند.

روش انجام آزمایش

زیر لایه ها از جنس شیشه BK7 بوده و برای تمیز کاری، در ابتدا زیرلایه ها به مدت ۱۵ دقیقه در محلول اسید کلریدریک ۰/۰۲

مولار در دستگاه فراصوتی جرم گیری نموده و سپس به مدت ۱۵

دقیقه، در محلول استون در دستگاه فراصوتی قرار داده وسپس با آب مقطر شستشو شدند. در پایان زیرلایه ها توسط گاز نیتروژن خالص خشک شدند.

پس از تمیز کاری زیر لایه ها، داخل محفظه لایه نشانی شده و لا یه نشانی با استفاده از دستگاه لایه نشانی سیلا۹۰ طبق شرایط جدول شماره یک انجام گردید. در این لایه نشانی از چشمه TiO2

با خلوص % ۹۹/۹۹ استفاده گردید. برای دستیابی به استوکیومتری مناسب در حین لایه نشانی گاز اکسیژن با فشار ۱۵ Sccm وارد محفظه لایه نشانی گردید. پس از انجام لایه نشانی، نمونه ها به مدت دو ساعت در کوره خلأ در دماهای ۳۰۰، ۴۰۰ و ۶۰۰ درجه سانتی گراد بازپخت گردیدند. آهنگ افزایش دما برای تمامی نمونه ها ثابت و برابر۳۰ °C.min-1 بود.

در ادامه آستانه تخریب نمونه ها بـا اسـتفاده از لیـزر ۱۰۶۴

نانومتر اندازه گیری گردید. همچنین بـرای بررسـی طیـف عبـوری نمونه ها نیـز بـا اسـتفاده از دسـتگاه اسـپکتروفتومتر واریـان مـدل Carry6000i، بدست آمد. در پایان نیز، با استفاده ازدستگاه آنالیز

SPM سـاخت شـرکت DME مورفولـوژی سـطح لایـه، جهـت بررسی تاثیر دمای بازپخت روی زبری سطح لایـه، مـورد بررسـی قرار گرفت

جدول: ۱ شرایط لایه نشانی لایه TiO2

* پارامتر مقدار

۱ فشار اولیه(تور) ۴×۱۰-۴
۲ فشار کاری(تور) ۹×۱۰-۶
۳ ولتاژ(کیلو ولت) ۸/۵
۴ جریان(میلی آمپر) ۱۲۰
۵ فلوی گاز (sccm) 115
۶ دمای زیرلایه((°C 200
۷ ضخامت((nm 400
۸ آهنگ رشد (A°.s-1) 0/3

جدول: ۲ آستانه تخریب لیزری برای نمونه های بازپختی

نمونه دمای بازپخت (0c) توان آستانه تخریب (j)
ها

نمونه۱ ۳۰۰ ۵۵

نمونه۲ ۴۰۰ ۶۲

نمونه۳ ۶۰۰ ۷

.

شکل: ۱ طیف عبوری نمونه های بازپختی TiO2

شکل: ۲ مورفولوژی سطح لایه TiO2

۲۱۳

نتیجهگیری

در جدول شماره دو آستانه تخریب لیزری برای نمونه های بازپختی نشان داده شده است. مشاهده می شود که با افزایش دما آستانه تخریب لیزری نیز افزایش یافته است. علت اصلی آن چگال تر شدن لایه بعد از فرایند بازپخت می باشد. به عبارتی دیگر لایه از حالت تخلخل به حالت چگال تبدیل می شود. توضیح آنکه بر خلاف روش کندوپاش، ماهیت لایه های تشکیل شده به روش تبخیری، تخلخل می باشد.

شکل یـک نیـز شـدت طیـف عبـوری را در بـازه ۱۴۰۰-۴۰۰