ساخت لایه های نازک نانو کامپوزیت مس- نقره-پالادیوم به روش لایه نشانی مغناطیسی DC و بررسی خواص اپتیکی سطح

در این مقاله به بررسی خواص اپتیکی آلیاژ لایه نازک Ag-Cu-Pd می پردازیم که به روش لایه نشانی مغناطیسی DC با استفاده از گاز آرگون و هدف Ag-Cu-Pd ، بر روی زیرلایه های سلیکون رشد داده شده اند. به منظور بررسی تاثیر مورفولوژی سطح بر خواص اپتیکی لایه های نازک رشد داده شده ، 6 نمونه با ضخامتهای متفاوت مورد آنالیز قرار گرفت. آنالیز EDX برای تعیین ترکیبات عنصری مورد استفاده قرار گرفت. طیف XRD رشد موفق نانو ذرات مس، نقره و پالادیم را با ساختار بلوری FCC تایید می کند. همچنین نشان می دهد که با افزایش نرخ لایه نشانی ، متوسط اندازه ی دانه ها و درجه بلورینگی افزایش می یابد. برای بررسی خواص اپتیکی نمونه های آماده شده از طیف جذبی در ناحیه مریی استفاده شد. در طیف یک پیک پلاسمون سطحی در حدود 350 nm دیده می شود که تاییدی بر شکل گیری نانوذرات نقره در لایه های نازک می باشد. مشاهده شد که به ازای ضخامت های کم، به علت کوچک بودن هسته ها، عملا پیک SPR ظاهر نمی شود، ولی با افزایش زمان لایه نشانی یک پیک مشخص خواهیم داشت که دارای یک شیفت جزیی قرمز می باشد. این شیفت در نتیجه ی افزایش سایز نانوذرات می باشد. علاوه برآن به خاطر تجمع و کلوخه ای شدن سایز نانوذرات، با افزایش ضخامت لایه ها، پهنای پیک های مذکور به تدریج کاهش می یابد. مقدار گاف اپتیکی و نوع گذار اپتیکی با استفاده از دو روش ITM و DITM با استفاده از طیف جذب تعیین گردید.. محاسبات انجام شده به روش ITM نشان می دهد که لایه ها از خود رفتار نیمرسانایی نشان می دهند و با افزایش ضخامت لایه ها، گاف انرژی از68/3 الکترون ولت به 56/2 الکترون ولت کاهش پیدا می کند. بر اساس داده های طیف XRD و طیف جذب، افزایش متوسط اندازه ی ذرات، سبب کاهش گاف انرژی نانوذرات نیمررسانا می گردد. نوع گذار لایه های نیمرسانا، گذار مجاز مستقیم می باشد.

Keywords:

لایه نشانی مغناطیسی DC , نانوکامپوزیت مس-نقره-پالادیوم , گاف انرژی