خواص نوری لایه های نازک شیشه کالکوژناید Ga۱As۳۹S۶۰ آلاییده با عنصر Er به روش پوشش دهی چرخشی

لایه نشانی چرخشی شیشه های کالکوژناید، روشی مقرون به صرفه و منعطف برای ساخت لایه های نازک مورد استفاده در حوزه فوتونیک است. در این تحقیق لایه های نازک شیشه کالکوژناید Ga۱As۳۹S۶۰ آلاییده با ۱% اتمی Er به روش پوشش دهی چرخشی لایه نشانی شدند. شیشه ی اولیه در آمپول های کوارتزی و با استفاده از روش مرسوم ذوب از عناصر اولیه (دمای C° ۶۵۰ و مدت hr ۱۵) در کوره نوسانی و کوئنچ تهیه شدند. برای تهیه ی فیلم ها از دو حلال اتیلن دی آمین (EDA) و پروپیل آمین (PA) استفاده شد. از لام های شیشه ای (ضریب شکست ۵۱/۱) به عنوان زیرلایه استفاده شد. لایه ها پس از پوشش دهی چرخشی (rpm ۲۰۰۰ به مدت s۹۰) در دو مرحله در دمای C° ۶۰ تحت اتمسفر خلاء و دمای C° ۱۵۰ تحت اتمسفر نیتروژن عملیات حرارتی شدند. خواص نوری لایه ها با استفاده از آنالیز UV-Vis و FTIR بررسی شدند. در نتایج UV-Vis، میزان عبور و لبه ی جذب طول موج کوتاه در لایه ی تهیه شده از حلال PA به ترتیب بیشتر و کمتر از لایه ی تهیه شده از حلال EDA بود. با استفاده از روش Swanepoel ضریب شکست و ضخامت لایه ها به ترتیب در محدوده ی ۱۹/۲-۹۶/۱ و nm ۵۴۳-۴۹۵ محاسبه شدند. با استفاده از برون یابی تائوک، گاف انرژی نوری در محدوده ev ۳۴/۲-۱۶/۲ محاسبه شد. نتایج FTIR بیانگر میزان حلال EDA باقی مانده بالاتری نسبت به PA است. نشر فوتولومینسانس در لایه های تهیه شده از حلال PA بالاتر بود. طیف RAMAN و نتایج نقشه ی توزیع عناصر در EDS نیز بیانگر پخش یکنواخت Er در شبکه ی شیشه بود و اثری از خوشه ای شدن Er در ساختار مشاهده نشد. با استفاده از تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، زبری سطحnm  ۵/۳-۳/۳ به دست آمد.

کلیدواژه ها:

Thin films ، Chalcogenide ، Spin-Coating ، Optical Properties ، Solvent ، لایه نازک ، کالکوژناید ، پوشش دهی چرخشی ، خواص نوری