تأثير عدد الرشات على التبلور والعيوب التركيبية والأداء البصري لأغشية أكسيد الزنك الرقيقة المرسبة بواسطة الرش الحراري الكيميائي
DOI:
https://doi.org/10.31185/bsj.Vol23.Iss46.1865الكلمات المفتاحية:
أغشية أكسيد الزنك الرقيقة، الرش الحراري الكيميائي، حيود الأشعة السينية، المجهر الإلكتروني الماسح ذو الانبعاث الميداني، مجهر القوة الذرية، الخصائص البصرية، طاقة فجوة النطاق.الملخص
تم ترسيب أغشية رقيقة من أكسيد الزنك (ZnO) على ركائز زجاجية باستخدام تقنية الرش الحراري الكيميائي، وذلك بتطبيق عدد رشات مختلفة (20، 25، و30)، والتي سُميت على التوالي S1، S2، وS3. دُرس تأثير عدد الرشات على الخصائص البنيوية والمورفولوجية والبصرية للأغشية باستخدام حيود الأشعة السينية (XRD)، والمجهر الإلكتروني الماسح ذي الانبعاث الميداني (FE-SEM)، ومجهر القوة الذرية (AFM)، ومطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية. أكد تحليل حيود الأشعة السينية (XRD) تكون أكسيد الزنك متعدد البلورات أحادي الطور ذي بنية (Wurtzite crystal structure) سداسية. أدى زيادة عدد الرشات إلى تحسين التبلور، مما أسفر عن زيادة في حجم البلورات من 27.7 إلى 34.1 نانومتر، بينما انخفضت كثافة الإجهاد الميكروي وكثافة الانخلاعات من 4.45x10-3 إلى 3.48x10-3 ومن 1.31x1015 إلى 0.86x1015 م-2 على التوالي. وكشفت ملاحظات المجهر الإلكتروني الماسح ذي الانبعاث الميداني (FESEM) عن نمو الحبيبات من حوالي 160 نانومتر الى 350 نانومتر مع تحسن في كثافة الفيلم وتجانس السطح. وأظهرت نتائج مجهر القوة الذرية (AFM) زيادة في أقصى ارتفاع للسطح من 61.57 إلى 84.26 نانومتر. وأشارت القياسات البصرية إلى أن الامتصاص ومعامل الامتصاص زادا مع زيادة عدد الرشات، بينما انخفضت النفاذية من حوالي 60% إلى 43%. وانخفضت فجوة النطاق البصري من 3.10 إلكترون فولت للعينة S1 إلى 2.93 إلكترون فولت للعينة S3، مصحوبة بزيادة في معامل الخمود. تُظهر النتائج أن التحكم في عدد الرشات يوفر طريقة فعالة لتعديل الأداء التركيبي والبصري لأغشية أكسيد الزنك الرقيقة. وقد أظهر غشاء S3 أفضل الخصائص العامة، مما يجعله مرشحاً واعداً لتطبيقات الإلكترونيات الضوئية وأجهزة الكشف الضوئي.
المراجع
References
Ahmed, A. D., Ezike, S. C., Ike, E., Idu, K. H., Obodo, R. M., & Salawu, M. A. (2024, 3 1). Spray pyrolyzed surface-modified ZnO thin films via cobalt doping: Optical, structural and morphological properties. Optical Materials, p. 115053.
Alattar, A. M., Abbas , S. I.,&AlAzawy, A. A. (2025, 6 18). Nanoparticles Prepared by Spray Pyrolysis Technology for UV Detector Improvement: Study Bacterial Activity with Medical Physics. Plasmonics, pp. 1575–1589.
Allag, N., Bouafia, A., Chemsa, B., Ben Mya, O., Chala, A., Siad , C., & Alam , M. W. (2024, 10 26). Effect of precursors on structural, optical and surface properties of ZnO thin film prepared by spray pyrolysis method: efficient removal of Cu (II) from wastewater. Transition Metal Chemistry, pp. 39-51.
Alsaiari, N. A., Awad, A. A., Ismail, M. F., & Aboud, A. A. (2024, 12 27). Physical properties of La:ZnO thin films prepared at different thicknesses using spray pyrolysis technique. Physica Scripta, p. 1059d8.
Bouras, L., Beggas, A., Sahnoune, D., Ghougali, M., & Ferhat , R. (2024, 11 11). High optimization of crystallization experimental conditions of ZnO nano thin films prepared by spray pyrolysis technique for optoelectronic applications. Chalcogenide Letters, pp. 917 - 926.
Fayaz Rouhi, H., & Rozati, S. M. (2022, 3 2). Synthesis and investigating effect of tellurium-doping on physical properties of zinc oxide thin films by spray pyrolysis technique. Applied Physics A, p. 252.
Hambi, M., Khadraoui, M., Miloua, R., Bouzidi, A., Nakrela, A., Medles, M., & Amara, Z. (2024, 10 1). Structural evolution and photocatalytic performance of ZnS–ZnO thin films synthesized by spray pyrolysis. Ceramics International, pp. 35902-35914.
Mahajan, C. M., & Gumfekar, S. P. (2026, 10 20). Unveiling the evolution of microstructural and optoelectronic properties of spray-pyrolyzed ZnO thin films via tailoring the aerosol deposition time. The Canadian Journal of Chemical Engineering, pp. 2352-2364.
Mohammed, W. M., Abdullah , Q. N., kamil , M. A., Hussain, A. A., & Kareem , M. Q. (2025, 11 1). Enhanced broadband photo-detection via carbon nanotube integration in ZnO nanostructured films. Physica B: Condensed Matter, p. 417655..
Rabeel, M., Javed, S., Khan, R., Akram, M. A., Rehman, S., Kim, D.-k., & Khan, M. F. (2022, 5 7). Controlling the Wettability of ZnO Thin Films by Spray Pyrolysis for Photocatalytic Applications. Materials, p. 3364.
Salim, K., & Azzaoui, W. (2023, 5 3). Physical properties of spray pyrolysed ZnO thin films obtained from nitrate, acetate and chloride precursors: Comparative study for Solar Cell Applications. Revista mexicana de física, pp. 0-0.
Aboud, A. A., Al-Dossari, M., AbdEL-Gawaad, N. S., & Magdi, A. (2023, 8 29). Effect of annealing onto physical properties of Co: ZnO thin films prepared by spray pyrolysis technique. Physica Scripta, p. 095958.
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2026 م. م. احمد تركي عبد الحمبد قسم الفيزياء، كلية التربية للعلوم الصرفة، جامعة الحمدانية، م. د. معتزبالله إبراهيم عبدالله وزارة التربية، المديرية العامة للتربية في محافظة كركوك، متوسطة الجوهرة للبنات، م. د. شهد احمد ذياب قسم الفيزياء، كلية التربية للعلوم الصرفة، جامعة تكريت، تكريت العراق
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
