عنوان المقالة:Characteristics of TiO2-Cu thin films deposited using electrospray technique Characteristics of TiO2-Cu thin films deposited using electrospray technique
مازن عبد الحميد الآلوسي, غسان عدنان نعيم, نبيل محمد عبد الغفور, صباح م. محمد
المؤلفون بالإنجليزي
Mazin A. Al-Alousi, Ghassan Adnan Naeem, N.M. Abd-Alghafour and Sabah M. Mohammad
الملخص العربي
في هذا البحث الحالي، تم ترسيب أغشية TiO2 الرقيقة على ركائز تنظيف السيليكون من النوع p باستخدام تقنية الرش الكهربائي. تم استخدام إمكانات ترسيب كهربائية مختلفة في نطاق 0-5 كيلو فولت. لفهم العوامل المحتملة التي تؤثر على الأغشية الرقيقة TiO2-Cu، تم استكشاف الخصائص الهيكلية والمورفولوجية والبصرية والتركيب الكيميائي السطحي. أظهرت قمم حيود الأشعة السينية أن جميع عينات TiO2-Cu مكونة من أطوار متعددة حسب ظروف التحضير. تميزت الأفلام المحضرة بظهور أطوار متعددة لأنظمة Ti-O وCu-O وCu-Ti-O. تأثر كل من حجم الجسيمات ومسامية الأفلام بالجهد الكهربائي المطبق، حيث كان الحجم متناسباً طردياً مع الجهد (12.6، 7.6، 16.3 نانومتر) مع جهد حر و3.6 و4.5 كيلو فولت مماثل لتوزيع الحجم كدالة للكهرباء. المحتملة ، وكانت القيمة القصوى لها 53.55٪ بجهد 4.5 كيلو فولت. كما أن سماكة الأغشية المحضرة كانت متناسبة طرديا مع الزيادة التي زادت من 0.147 ميكرومتر مع الجهد الحر إلى 3.5 ميكرومتر مع 5 كيلو فولت. تم استخدام التحليل الطيفي PL لتحليل الخصائص البصرية من أجل تأكيد الامتصاص البصري في مجال الضوء المرئي. أظهرت جميع الأفلام المحضرة أعلى قمم بين 342-344 نانومتر مع تغير في العرض والكثافة. توفر النتائج نظرة ثاقبة للخصائص المحسنة للأغشية الرقيقة TiO2-Cu تحت إمكانات كهربائية مختلفة. وبناء على هذه الخواص يتوقع أن تكون العينات ذات الجهد (4.5 كيلو فولت و5 كيلو فولت) مناسبة للاستخدام في تطبيقات استشعار الغاز والاستشعار الحيوي.
الملخص الانجليزي
In this current research, TiO2 thin films were deposited on the cleaning p-type silicon substrates via using electrospray technique. Various deposition electric potentials were utilized within the scope of 0–5 kV. To understand potential factors affecting TiO2-Cu thin films, the structural, morphological, optical characteristics and the surface chemical composition were explored. The X-ray diffraction peaks showed that all TiO2-Cu samples were composed of multiphase according to the preparation conditions. The prepared films were characterized by the emergence of multiple phases of Ti-O, Cu-O, and Cu-Ti-O systems. Both particle size and porosity of films were affected by the applied electrical potential, where the size was directly proportional to the potential (12.6, 7.6, and 16.3 nm) with free, 3.6 and 4.5 kV similarly to the size distribution as a function of electric potential, the maximum value of it was 53.55% with 4.5 kV. Also, the thickness of the prepared films was directly proportional to the increased which increased from0.147 μm with free potential to 3.5 μm with 5 kV. PL spectroscopy was used to analyses the optical properties in order to confirm optical absorption in the visible light field. All prepared films showed highest peaks between342–344 nm with change in both width and intensity. The results provide insights into the enhanced properties of TiO2-Cu thin films under different electric potential. According to these properties, the samples at (4.5 kV and5 kV) are expected to be appropriate to use in gas sensor and bio-sensing applications.
د. مازن عبد الحميد عبد القادر الآلوسي | Mazin A. Al-alousi | 8653