بررسی و مقایسه رفتار نیمه رسانایی و خواص نوری شیشه های اکسیفلوریدی سیستمSiO۲-Al۲O۳-BaF۲ و SiO۲-Al۲O۳-CaF۲

نیمه رساناهای آمورف موادی با دورنمای روشن برای محدوده وسیعی از کاربردهای اپتیکی از جمله سلولهای خورشیدی، حسگرهای نوری، ابزارهای و حافظه نوری هستند. هدف از پژوهش حاضر، پرداختن به خواص نیمه رسانایی شیشه های اکسی فلوریدی سیستم SiO۲-Al۲O۳-BaF۲ و SiO۲-Al۲O۳-CaF۲ است که از این منظر بسیار کم مطالعه شدهاند. ترکیبهای مناسب در سیستمهای مذکور در بوته های آلومینایی سرپوشیده در دمای ۱۴۵۰ C تحت عملیات ذوب قرار گرفتند و در قالبهای فولادی به صورت عدسیهای نوری ریخته گری شدند. نبود پیک تبلور در نتایج XRD حاکی از آمورف بودن نمونه ها بود. الگوهای DTA نشان دادند که دمای تبلور فاز فلوریدی برای شیشه حاوی ۶۹۳ C (SAB) BaF۲ است. در مقایسه با شیشه حاوی (SAC) CaF۲ با دمای تبلور ۶۸۴ C، این دما بالاتر میباشد. نتایج DTA در توافق با نتایج اندازهگیری چگالی بوده و چگالی شیشه (۳/۸۵ g/cm۳) SAB بالاتر از چگالی شیشه (۲/۷۰ g/cm۳) SAC بود. به عبارت دیگر BaF۲ ساختار پیوسته تر با اکسیژن غیرپلزن کمتری را به دست میدهد. بر اساس طیفهای جذبی UV-Vis مقدار جذب نمونه SAB بیشتر از SAC است. جذب بالاتر و باند ممنوعه کوچکتر شیشه SAB (باند ممنوعه مستقیم ۲/۹۰ eV و باند ممنوعه غیرمستقیم (۳/۴۰ eV به معنای رفتار نیمه رسانایی بهتر آن نسبت به نمونه SAC (باند ممنوعه مستقیم ۳/۰۷ eV و باند ممنوعه غیرمستقیم (۳/۶۰ eV است. این بهبود رفتار نیمه رسانایی به ساختار پیوستهتر شیشه SAB ارتباط دارد. انرژی Urbach که نمایانگر درجه بینظمی است، برای شیشه ۰/۲۰ SAB و برای شیشه ۰/۳۲ eV SAC محاسبه شد که موید نظم ساختاری بیشتر SAB است.

کلیدواژه ها:

باند ممنوعه ، شیشه نیمه رسانا ، اکسی فلوریدی.