(SnO2) المطعم بالألمنيوم (Al) الدراسة البنيوية و الضوئية و الكهربائية لأكسيد القصدير

(1)

يًهؼنا ثذبنا ٔ يناؼنا ىيهؼخنا ةساصٔ

:بيحشخنا ىقس :مسهسخنا ىقس

يدإناب شضخن ًّد ذيٓشنا تؼياج

تقيقذنا وٕهؼنا تيهك

:ىسق

ءايضيفنا

جشخح ةشكزي

ةدآش ميُن تيذقي

يًيداكأ شخساي

ةداًنا وٕهػ :لاجي

ػاؼشإ تيقيبطح ءايضيف :ضظخح

ثا

تقاط ٔ

ٍي

ا

:داذػ

يدابظي حاجَ

عٕضًٕنا

:ّٞ٣ ض٘هٞٗ 22 / 06 / 2019 ش٘ـُ ّخٓأ :سٌطخٓلأح ٖٓ شٌُٗٞٔح ش٘هخُ٘ٔح ئلٓ ٢هخر ًخظٓأ أ يػخٔٓ خٔ٤ثٍ سيؿخٓ ١ٍخظوٓ َٟخلٓ ًخظٓأ د خ٘هخ٘ٓ ٕخٔؼػ سٞك ٖر د َٟخلٓ ًخظٓأ حَ١ئٓ يؼياجنا ىسًٕنا 8108 / 8109 ش٣ٝحَلُٜح ىٍحُٞٔح خ٤ؿٌُٞٞ٘ط ٝ ش٤ٔ٘ط َزوٓ ٢ك َٔؼُح حٌٛ ِـٗأ (VTRS)

ظقنا ذيسكلأ تيئابشٓكنا ٔ تيئٕضنا ٔ تيٕيُبنا تساسذنا

يذ

ش

(SnO

2

)

وٕيًُنلأاب ىؼطًنا

(Al)

يساشذنا ششنا تقيشطب

(2)

يًهؼنا ثذبنا ٔ يناؼنا ىيهؼخنا ةساصٔ

:بيحشخنا ىقس :مسهسخنا ىقس

يدإناب شضخن ًّد ذيٓشنا تؼياج

تقيقذنا وٕهؼنا تيهك

:ىسق

ءايضيفنا

تيذقي جشخح ةشكزي

ةدآش ميُن

يًيداكأ شخساي

ةداًنا وٕهػ :لاجي

ػاؼشإ تيقيبطح ءايضيف :ضظخح

ثا

تقاط ٔ

ٍي

ا

:داذػ

يدابظي حاجَ

عٕضًٕنا

:ّٞ٣ ض٘هٞٗ 22 / 06 / 2019 ش٘ـُ ّخٓأ :سٌطخٓلأح ٖٓ شٌُٗٞٔح ش٘هخُ٘ٔح ئلٓ ٢هخر ًخظٓأ أ يػخٔٓ خٔ٤ثٍ سيؿخٓ ١ٍخظوٓ َٟخلٓ ًخظٓأ د خ٘هخ٘ٓ ٕخٔؼػ سٞك ٖر د َٟخلٓ ًخظٓأ حَ١ئٓ يؼياجنا ىسًٕنا 8108 / 8109 ش٣ٝحَلُٜح ىٍحُٞٔح خ٤ؿٌُٞٞ٘ط ٝ ش٤ٔ٘ط َزوٓ ٢ك َٔؼُح حٌٛ ِـٗأ (VTRS)

ظقنا ذيسكلأ تيئابشٓكنا ٔ تيئٕضنا ٔ تيٕيُبنا تساسذنا

يذ

ش

(SnO

2

)

وٕيًُنلأاب ىؼطًنا

(Al)

يساشذنا ششنا تقيشطب

(3)

I

ءادىلإا

و للها ايمحر ةرىاطلا ةيكزلا يمأ حور ىلإ

ونانج حيسف اينكسأ

يتوخإ ىلإ هرمع يف للها لاطأ يلاغلا يبأ يدنس ىلإ

.ةساردلا ءا قفر لك ىلإ يبرا قأ لك ىلإ

حاجن

(4)

II

نا فرع و ركش

ةيادب ،للها اندى نأ لا ول يدتينل انك ام و اذيل انادى يذلا لله د محلا

و دمحلا

ركشلا

لله

.لمعلا اذى مامتلإ يقيفوت ىلع ىلاعت و وناحبس

و ركشلا غلابب مدقتأ امك

و ديج نم يل ومدق ام ىلع "نامثع هوح نب" ذاتسلأ ريدقتلا

و حصن

امك ،ةركذملا اذى دادعإ ةرتف ةليط داشرإ

ركشلا تارابع ىقرأب مدقتأ

و

نا فرعلا

ةذتاسلأ

و "ةيواضلا راكب" و "يناغ ةيحير" و "ركبوب هوح نب"

لك

نيلوؤسملا

ربخم ىلع

"VTRS"

ركشأ امك معد و ةدعاسم نم يل هومدق ام ىلع ءايميكلا ربخم و

" مرتحملا ذاتسلأا نم لك ةشقانملا ةنجللا ءاضعأ

يقاب

دمحم

ذاتسلأا و اسيئر "

ة

مرتحملا

ة

"

يراتخم

ةدجام

.اذى يلمع مييقت و ةشقانم ميلوبق ىلع "

و

.يساردلا راوشملا ةذتاسأ لك ركشأ نأ لاإ ينعسي لا لمعلا اذى ةياين يف

يحابصم حاجن

(5)

III

ثايٕخذًنا طشٓف

ٍخٌٗلأح شٔثخه ... ... ... ... VI ٍٝحيـُح شٔثخه ... ... ... ... VIII َُُٞٓح شٔثخه ... ... ... ... IX شٓخؼُح شٓيؤُح ... ... ... ... 2 شٓخؼُح شٓيؤُح غؿحَٓ ... ... ... ... 4 لٔلأا مظفنا : تفافشنا تهقاُنا ذيساكلأا 1 ش٤و٣ٍخط سٌزٗ ... ... ... ... 6 -2 شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ق٣َؼط ... ... ... 6 -3 شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح صحِ٤ٔٓ ْٛأ ( TCO ) ... ... ... 7 -4 ( شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٚثخٜه TCO ) ... ... ... 7 -4 -1 ش٤ثخرٌَُٜح ٚثخٜوُح ... ... ... 7 1-1-4- ٢هخطُح َٛخلُح َٝػ ... ... ... 8 2-1-4- ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ِهخُ٘ح ... ... ... 8 3-1-4- ش٤لطُٔح شٓٝخؤُح ... ... ... 9 4-1-4- ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ًَلُح ... ... ... 9 -4 -2 ش٤ثٞ٠ُح ٚثخٜوُح ... ... ... 10 -4 -2 -1 ش٣ًخلُ٘ح َٓخؼٓ (T) ... ... ... 10 -4 -2 -2 ّخٌؼٗلاح َٓخؼٓ ( R ) ... ... ... 11 -4 -2 -3 ش٤ٛخٜظٓلاح ( A ) ... ... ... 11 -4 -2 -4 ش٤ٛخٜظٓلاح َٓخؼٓ ( ) ... ... ... 11 -5 ( شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٍخ٤ظهح َ٤٣خؼٓ TCO ) ... ... . 13 -6 شٔؼطُٔح ٝ ش٤طحٌُح شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ... ... ... 14 -6 -1 ش٤طحٌُح شُخلُح ... ... ... ... 14 -6 -2 شٔؼطُٔح شُخلُح ... ... ... 15 -6 -2 -1 عٞٗ ٖٓ ْ٤ؼطظُح n ... ... ... 15 -6 -2 -2 عٞٗ ٖٓ ْ٤ؼطظُح P ... ... ... 15 -7 شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح صخو٤زطط ... ... ... 17 -8 َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ (SnO2) ... ... ... 18

(6)

IV -8 -1 َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ش٣ٍِٞزُح ش٤٘زُح (SnO2) ... ... . 18 -8 -2 َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ش٤ثخرٌَُٜح ٚثخٜوُح (SnO2) ... ... 19 -8 -2 -1 ٢هخطُح َٛخلُح ي٤ًٔلأ َ٣يٜوُح ... ... ... 19 -8 -3 ٚثخٜوُح َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ش٤ثٞ٠ُح SnO2) ) ... ... 20 -8 -4 َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ صخو٤زطط SnO2) ) ... ... ... 20 -9 ( ّٞ٤ُ٘ٔلأُ ش٤ثخ٤ٔ٤ٌُح ٝ ش٤ثخ٣ِ٤لُح ٚثخٜوُح Al ) ... ... 21 -10 شٛلاوُح ... ... ... ... 22 ٍٝلأح َٜلُح غؿحَٓ ... ... ... ... 23 يَاثنا مظفنا : تُياؼًنا ٔ بيسشخنا قشط II -1 ذ٤َٓظُح مَ١ ٝ شو٤هَُح صخوزطُح ... ... ... 27 II -1 1 شو٤هَُح صخوزطُح ّٜٞلٓ ... ... ... 27 II -1 -2 شو٤هَُح صخوزطُح ذ٤َٓط أيزٓ ... ... ... 27 II -1 -3 شو٤هَُح صخوزطُح ٞٔٗ ش٤ُآ ... ... ... 28 II -1 -4 شو٤هَُح صخوزطُح ٞٔٗ َكحَٓ ... ... ... 28 II -1 -5 شو٤هَُح ش٤٘ؿلأح ذ٤َٓط مَ١ ... ... ... 29 II -1 -5 -1 ش٤ثخ٣ِ٤لُح مَطُح ... ... ... 30 II -1 -5 -2 ش٤ثخ٤ٔ٤ٌُح مَطُح ... ... ... 32 II -2 شزٓخُ٘ٔح ذ٤َٓظُح ش٤٘وط ٍخ٤ظهح َ٤٣خؼٓ ... ... ... 34 II -3 شو٤هَُح صخوزطُح َ٤ِلط مَ١ ... ... ... 35 II -3 1-ش٣ٞ٤٘زُح ٚثخٜوُح ... ... ... 35 II -3 -1 -1 ش٤٘٤ُٔح شؼٗلأح ؽحَؼٗح ( DRX ) ... ... .... 35 II -3 -1 -2 ش٤٘٤ُٔح شؼٗلأح ؽحَؼٗح ش٤٘وط َٔػ أيزٓ ... ... 35 II -3 -1 -3 ؽحَر ٕٞٗخه ... ... ... 36 II -3 -1 -4 ش٣ٍِٞزُح صخِٓٞؼُٔح ... ... ... 36 II -3 2-ش٤ثٞ٠ُح ٚثخٜوُح ... ... ... 37 II -3 -2 -1 ش٤ـٔل٘زُح مٞك ش٤كخ٤طٓ ش٤ثَُٔح (UV-VIS) ... ... 37 II -3 -2 -2 ءحَٔلُح ضلط شؼٗلأح ش٤كخ٤طٓ (IR) ... ... 39 II -3 3-ش٤ثخرٌَُٜح ٚثخٜوُح ... ... ... 41 II -3 -3 -1 شؼرٍلأح َرخُٔٔح ش٤٘وط ... ... ... 41 II -3 -3 -2 ٍٞٛ َؼك ... ... ... 42

(7)

V II -4 شٛلاوُح ... ... ... ... 43 ٢ٗخؼُح َٜلُح غؿحَٓ ... ... ... ... 44 ثناثنا مظفنا ذيذذح ٔ يبيشجخنا بيكشخنا خئاششنا ضئاظخ ةشضذًنا III -1 شو٤هَُح ش٤٘ؿلأح َ٤٠لط ... ... ... 47 III -1 -1 ش٤ؿخؿُِح ِثخًَُح َ٤٠لط ... ... ... 47 III -1 -2 ش٤وُ٘ح صخ٘٤ؼُِ ٍِٞلٓ َ٤٠لط ... ... ... 48 III -1 -3 شٔؼطُٔح صخ٘٤ؼُِ ٍِٞلٓ َ٤٠لط ... ... ... 48 III -1 -4 ١ٍحَلُح َُِٕ ٢ز٣َـظُح ذ٤ًَظُح ( (Spray Pyrolysis ... ... 49 III -2 شو٤هَُح ش٤٘ؿلأح ش٘٣خؼٓ ... ... ... 50 III -2 -1 ش٣ٞ٤٘زُح ٚثخٜوُح ... ... ... 50 III -2 -1 -1 يؼزُح dhkl صخ٣ٞظُٔٔح ٖ٤ر ... ... ... 51 III -2 -1 -2 شٌزُ٘ح ضرحٞػ ي٣يلط ... ... ... 51 III -2 -1 -3 ش٤ٓخٓلأح ش٤ِوُح ْـك ... ... ... 52 III -2 -1 -4 ٢ز٤زلُح يوُح ... ... ... 52 III -2 -2 ش٤ثٞ٠ُح ٚثخٜوُح ... ... ... 54 III -2 -2 -1 ئُٔح ي٣يلط ... ... ... 55 III -2 -2 -2 ١ٞهخطُح َٛخلُح ... ... ... 56 III -2 -3 ش٤ثخرٌَُٜح ٚثخٜوُح ... ... ... 57 III -2 -3 -1 ( ش٤لطُٔح شٓٝخؤُح Rsh ) ... ... ... 57 III -2 -3 -2 ( ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ِهخُ٘ح σ ) ... ... ... 57 III -4 شٛلاوُح ... ... ... ... 58 غُخؼُح َٜلُح غؿحَٓ ... ... ... .... 59 تياؼنا تًحاخنا ... ... ... ... 60

(8)

VI

لاكشلأا تًئاق

مكشنا بيحشح مكشنا ٌإُػ تذفظنا تفافشنا تهقاُنا ذيساكلأا :لٔلأا مظفنا ( I -1 ) ي٘ػ شهخطُح ِّلُ ٢ل٤ٟٞط ٢طوٓ 0 K ٝ َهخٗ ٚزٗ ،َهخٗ ٖٓ ٌَُ ٍُخػ . 6 ( I -2 ) شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأُ ش٣ٞهخطُح صخ٣ٞظُٔٔح .(TCO) 10 ( I -3 ) ٖٓ ٌَر شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ىحُٞٔح ق٤١ نِؼط λ ٝ λ . 10 ( I -4 ) ش٤ٓخٌؼٗلاح ٝ ش٣ًخلُ٘ح ق٤١ ٝ ش٤ٛخٜظٓلاح ٢ؿُٞٔح ٍٞ١ شُلاير ي٤ًٔلأ فخلٗ َهخٗ . 11 ( I -5 ) ٢طوٓ .٢طحً فخلٗ َهخٗ ي٤ًٔلأ ٢َٓ٤ك ١ٞظٔٓ غهٞٓ قٟٞ٣ 15 ( I -6 ) عٞٗ ٖٓ ْؼطٓ فخلٗ َهخٗ ي٤ًٔلأ ٢َٓ٤ك ١ٞظٔٓ قٟٞ٣ ٢طوٓ n ٝ p . 16 ( I -7 ) ش٤وُ٘ح شُخلُح ٢ك شهخطُح شرخٜػ ش٤٘زُ ٢ط٤طوط َ٤ؼٔط a) شُخلُح ٝ ) ( شٔؼطُٔح b ) . 17 ( I -8 ) ( صخو٤زطط TCO ) . 17 ( I -9 ) َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ش٤ٓخٓلأح ش٤ِوُح . 19 ( I -10 ) َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ٢هخطُح َٛخلُح .(SnO2) 19 ( I -11 ) ٙخزٗأ ٢ك سَٗخزُٔح َ٤ؿ ٝ سَٗخزُٔح صلاخوظٗلاح قٟٞ٣ ٢ط٤طوط ٍْٓ .َهحُٞ٘ح 20 ( I -12 ) ش٤ُٔٔ٘ح ش٤ِوُ ٢ٓخٓلأح ٌَ٤ُٜح . 21 ( I -3 1 ) ٢ثخ٘ػ ُخؿ ْٔلط ُخٜؿ قٟٞ٣ ٢ط٤طوط ٍْٓ ئظؼ٣ ٕٞرٌَُح ي٤ًٔأ .َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ شو٤هَُح ش٤٘ؿلأح ٠ِػ 21 تُياؼًنا ٔ بيسشخنا قشط :يَاثنا مظفنا ( II -1 ) .شو٤هٍ شل٣َٗ َ٤ٌ٘ظُ ١ٞ٘ظُح شِكَُٔ ٢ط٤طوط ٍْٓ 28 ( II -2 ) .ُٟٞ٘ح ٖ٤ر ّخلظُلاح شِكَٓ قٟٞ٣ ٢ططوط ٍْٓ 28 ( II -3 ) .شو٤هَُح شوزطُح ُٞٔ٘ ٢ط٤طوط ٍْٓ 29 ( II -4 ) .شو٤هٍ شوزطُ ُٞٔ٘ح ١خٔٗأ قٟٞ٣ ٢ط٤طوط ٍْٓ 29 ( II -5 ) .شو٤هَُح ش٤٘ؿلأح ذ٤َٓظُ شلِظؤُح مَطُح قٟٞ٣ ٢طوٓ 30 ( II -6 ) .ؽحَلُح ٢ك َوزظُح شو٣َطُ ٢لٟٞط ٍْٓ 31 ( II -7 ) .٢طزُٜٔح َُٕح شو٣َطُ ٢ل٤ٟٞط ٍْٓ 31 ( II -8 ) .ٍِ٤ُِخر علاظهلاح ش٤٘وظُ ٢ل٤ٟٞط ٍْٓ 32 ( II -9 ) ٍْٓ .٢ثخ٤ٔ٤ٌُح ٍخوزُخر ذ٤َٓظُح ش٤٘وظُ ٢ل٤ٟٞط 32 ( II -10 ) ٍلالٗلاخر َُٕح شطٓحٞر ذ٤َٓظُح ش٤ِٔػ قٟٞ٣ ٢ط٤طوط ٍْٓ .١ٍحَلُح 33 ( II -11 ) .شٌٗٞظُٔح سَطوُح ْـك ٠ِػ حىخٔظػح شلِظؤُح ذ٤َٓظُح صلاخك 34

(9)

VII ( II -12 ) ش٤ؿُٞٔح ٍحٞ١لأح ِْٓ . 35 ( II -13 ) ٍ ٞٗخوُ ٢ل٤ٟٞط ْٓ ٕ َر ؽح قٟٞ٣ ح ٖ٤ر شكخُٔٔ ح ٖ٤٣ٞظُٔٔ . 36 ( II -14 ) .ش٤٘٤ُٔح شؼٗلأح ُخٜـُ ٢ل٤ٟٞط ٢طوٓ 37 ( II -15 ) فخ٤طُٔ ٢ط٤طوط ٍْٓ UV-VIS . 38 ( II -16 ) صحَ٤ـط ٠٘ل٘ٓ 2 hα ٕٞطٞلُح شهخ١ شُلاير α . 39 ( II -17 ) ءحَٔلُح ضلط شؼٗلأح ٙخٜظٓح . 40 ( II -18 ) ضلط شؼٗلأح فخ٤طٓ قٟٞ٣ ٢ط٤طوط ٍْٓ ءحَٔلُح . 41 ( II -19 ) ٍْٓ شؼرٍلأح َرخُٔٔح ش٤٘وظُ ٢ل٤ٟٞط . 41 ( II -20 ) ٍٞٛ َؼك ٢ل٤ٟٞط ٍْٓ . 42 ةشضذًنا خئاششنا ضئاظخ ذيذذح ٔ يبيشجخنا بيكشخنا :ثناثنا مظفنا ( III -1 ) .٢ز٣َـظُح َٔؼُح ٢ك شٓيوظُٔٔح ش٤ؿخؿُِح ِثخًَُح 47 ( III -2 ) َ٣يٜوُح ي٣ًٍِٞ سىخٓ 2H2O) : (SnCl2 . 48 ( III -3 ) ّٞ٤ُ٘ٔلأح ي٣ًٍِٞ سىخٓ (AlCl3:H2O) . 48 ( III -4 ) ش٤٘وظر شو٤هَُح ش٤٘ؿلأح ذ٤َٓظُ ٢ز٣َـظُح ذ٤ًَظُح ٍلالٗلاح ١ٍحَلُح 49 ( III -5 ) فخ٤١أ ؽحَؼٗح َ٣يٜوُح ي٤ًٔح ش٤٘ؿلأ ش٤٘٤ُٔح شؼٗلأح (SnO2:Al) . 50 ( III -6 ) يؼزُح dhkl شُلاير صخ٣ٞظُٔٔح ٖ٤ر θ 2 . 51 ( III -7 ) شٌزُ٘ح ضرحٞػ ْ٤ه a ٝ c .ْ٤ؼطظُح ذٔٗ شُلاير 51 ( III -8 ) ْ٤ؼطظُح ذٔٗ شُلاير ٢ز٤زلُح يوُح صحَ٤ـط ُ ٞؼز صخٛخـطلاح ش٤٘ؿلأُ ش٣ٍِٞزُح (SnO2:Al) . 53 ( III -9 ) ٢ز٤زلُح يوُِ شطٓٞظُٔح ْ٤وُح صحَ٤ـط (Dmoy) .ْ٤ؼطظُح ذٔٗ شُلاير 53 ( III -10 ) َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ش٤٘ؿلأ ش٣ًخلُ٘ح ق٤١ (SnO2:Al) . 55 ( III -11 ) .ْ٤ؼطظُح ذٔٗ شُلاير شو٤هَُح شوزطُح ئٓ صحَ٤ـط 55 ( III -12 ) ٢هخطُح َٛخلُح ْ٤ه قٟٞ٣ ٢ط٤طوط ٍْٓ ش٤٘ؿلأ َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ (SnO2:Al) . 56 ( III -13 ) ش٤ِهخُ٘ح ٖٓ ًَ ْ٤ه صحَ٤ـط ( σ ( ش٤لطُٔح شٓٝخؤُح ٝ ) Rsh ) شُلاير َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ش٤٘ؿلأ ْ٤ؼطظُح ذٔٗ (SnO2:Al) . 58

(10)

VIII

لٔاذجنا تًئاق

لٔذجنا بيحشح لٔذجنا ٌإُػ تذفظنا تفافشنا تهقاُنا ذيساكلأا :لٔلأا مظفنا ( I -1 ) ٚثخٜه .(TCO) 7 ( I -2 ) شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٞؼزُ ش٣ٞهخطُح َٛحٞلُح َٝػ (TCO) . 8 ( I -3 ) شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًأ قِظؤُ سىٞـُح صلآخؼٓ . 13 ( I -4 ) شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ْ٤ؼطط . 16 ( I -5 ) .َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ش٤ٓخٓلأح ٚثخٜوُح 18 ( I -6 ) ٚثخٜوُح ش٤ثخ٣ِ٤لُح ش٤ثخ٤ٔ٤ٌُح ٝ ّٞ٤ُ٘ٔلأُ ( Al .) 22 تُياؼًنا ٔ بيسشخنا قشط :يَاثنا مظفنا ( II -1 ) .شو٤هَُح ش٤٘ؿلأح ذ٤َٓظُ شلِظؤُح صخ٤٘وظُح ٖ٤ر شٍٗخوٓ 35 ةشضذًنا خئاششنا ضئاظخ ذيذذح ٔ يبيشجخنا بيكشخنا :ثناثنا مظفنا ( III -1 ) .ش٤٘ؿلأح ٖ٣ٌٞظُ شِٔؼظُٔٔح َ٤ُخلُٔح صخ٤ًٔ قٟٞ٣ 49 ( III -2 ) ٝ شٌزُ٘ح ضرحٞػ دخ٤طٍلاح ٖٓ صخوزطُ ٢زُٔ٘ح (SnO2:Al) . 52 ( III -3 ) ؾثخظٗ ْٛأ ؽحَؼٗح ش٤٘٤ُٔح شؼٗلأح . 54 ( III -4 ) .ئُٔح ْ٤ه 55 ( III -5 ) هخطُح َٛخلُح ْ٤ه ٞ .١ 56 ( III -6 ) ُ ش٤لطُٔح شٓٝخؤُح صخٓخ٤ه ؾثخظٗ ـ SnO2 ر ْؼطُٔح ٝ ٢وُ٘ح ـ .Al 57

(11)

IX

صٕيشنا تًئاق



تيُيحلانا فٔشذنا

Eg [ ٢هخطُح َٛخلُح eV ] . َٕٝظٌُلإُ ش٣َٜ٘ؼُح ش٘لُ٘ح [ C ] . ش٘لُ٘ح صلآخك شكخؼً [ cm-3 ] . ش٤لطُٔح شٓٝخؤُح [ Ω ] . يٜـُح مَك [ V ] . I ٍخ٤ظُح سيٗ [ A ] . ؽَلُح ِ٤ًَظُح [ cm-3 ] . سىخُِٔ ٍخؼلُح ٍٞر َطه قٜٗ [ nm ] . َلُح ٍخُٔٔح ٢ٓٞظٓ [ m ] . ش٘لُ٘ح َٓحٞلُ شُخؼلُح شِظٌُح [ Kg ] . َلُح َٕٝظٌُلإح شػَٓ [ m/s ] . T ش٣ًخلُ٘ح .]%[ R ش٤ٓخٌؼٗلاح .]%[ A ش٤ٛخٜظٓلاح .]%[ D شو٤هَُح شوزطُح ئٓ [ nm ] . ىخٔهلإح َٓخؼٓ . ضرخػ يٗلار [ J.s ] . سَلُح صخَٗٝظٌُلإح شكخؼً [ cm-3 ] . ءٞ٠ُح شػَٓ [ m/s ] . n .ٍخٌٔٗلاح ش٘٣َه Ef ٢َٓ٤ك ١ٞظٔٓ شهخ١ [ eV ] . سىخُِٔ ٢ٓخٓلأح ٢هخطُح َٛخلُح َؼٔ٣ [ eV ] . ٢هخطُح َٛخلُح ٢ك شكحُلإح ٍحيوٓ [ eV ] . ⃗ شؿُٞٔح عخؼٗ . صخ٣ٞظٔٓ ٖ٤ر شِٛخلُح شكخُٔٔح ش٣ٍِٞزُح شٌزُ٘ح [ nm ] . ٢ز٤زلُح يوُح [ nm ] . .٢رَُح سٞه ضرخػ ٢ٔ٤١خ٘ـُٔح َولُح [ T ] . ⃗ ِظٍُٗٞ سٞه [ N ] . [ ٍٞٛ يٜؿ V ] .



فٔشذنا

تيَإَينا

σ ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ِهخُ٘ح [ Ω-1 cm-1 ] . µ صخ٘لُ٘ح ش٤ًَك [ cm2 V-1s-1 ] .

(12)

X ρ ش٤ٓٝخؤُح [ cm Ω ] . ُٖٓ ءخهَظٓلاح ٖ٤ٓىخٜط ٖ٤ر [ s ] . λ [ ٢ؿُٞٔح ٍٞطُح nm ] . .ىٍحُٞح ءٞ٠ُح سيٗ ٌكخُ٘ح ءٞ٠ُح سيٗ . ٌْؼُ٘ٔح ١ٌُح ءٞ٠ُح سيٗ . ٚظُٔٔح ءٞ٠ُح سيٗ . َٓخؼٓ ٙخٜظٓح . ش٤ثٞ٠ُح صخؿُٞٔح ىىَط [ s-1 ] . λ [ ٢هخطُح َٛخلُ ٢ؿُٞٔح ٍٞطُح nm ] . λ [ خُٓلازُِ ٢ؿُٞٔح ٍٞطُح nm ] . 𝜀1 ش٤كخٔٓ ٢ُٓٞح . 𝜀0 ش٤كخٔٓ ؽحَلُح . .شؼلطَُٔح صحىىَظُح ي٘ػ ش٤كخُٔٔح سىٞـُح َٓخؼٓ [ 1 -Ω ] . ش٣ٝحُ ؽحَؼٗح ش٤٘٤ُٔح شؼٗلأح . .شٔ٤ه ٠ِػأ َٝػ قٜظ٘ٓ شٔ٤ه α َٓخؼٓ ٙخٜظٓلاح [ cm-1 ] .



ثاششؤًنا

.ش٤لطُٔح C .ؽَلُح F .سَلُح .٢ثٟٞ َٛخك P .خُٓلار P .سٞـك N .صخَٗٝظٌُا hkl .َِ٤ٓ ٖثحَه U مخرٍٝأ .



ثاساظخخلاا

BC َوُ٘ح شرخٜػ . BV .ئكخٌظُح شرخٜػ TCO .شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ًٔلأح PV .ش٤ثٞ٠ُح ش٤ُٔٔ٘ح خ٣لاوُح PVD .سَورلأخر ٢ثخ٣ِ٤لُح ذ٤َٓظُح

(13)

XI CVD .٢ثخ٤ٔ٤ٌُح ٍخوزُح ذ٤َٓظُح PACVD سَورلأُ ٢ثخ٤ٔ٤ٌُح ذ٤َٓظُح .خُٓلازُح شطٓحٞر LPCVD .ٞلو٘ٓ ٢ـٟ ضلط سَورلأُ ٢ثخ٤ٔ٤ٌُح ذ٤َٓظُح UHV-CVD .٢ُخؼُح ؽحَلُح ٢ك سَورلأُ ٢ثخ٤ٔ٤ٌُح ذ٤َٓظُح SP .١ٍحَلُح َُٕح DRX ؽحَؼٗح ش٤٘٤ُٔح شؼٗلأح . UV-VIS ش٤ـٔل٘زُح مٞك شؼٗلأح .ش٤ثَُٔح IR ءحَٔلُح ضلط شؼٗلأح .

(14)

(15)

2 سِ٤ُٔٔح خٜٛحٞه ٠ُا يًُ غؿَ٣ ٝ ش٤ٓٞ٤ُح خ٘طخ٤ك ٢ك ش٤ٔٛلأح ؾُخر ًحٍٝى َهحُٞ٘ح ٚزٗأ خ٤ؿٌُٞٞ٘ط ذؼِط ٢ظُح ىحُٞٔح ْٛأ ٖٓ سيكحٝ خٜظِؼؿ ، ٝ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٜٙٞوُح ٚؿٝ ٠ِػ ًٌَٗ َهحُٞ٘ح ٙخزٗأ ْٛأ ٖٓ ٢ظُح ش٤ٓخٓلأح ىحُٞٔح ٖٓ يؼط . ٜر غظٔظط خُٔ ًحَظٗ ٖ٤ؼكخزُح ٖٓ ي٣يؼُح سَ٤هلأح ٌٙٛ ضرٌؿ غ٤ك خ ش٤كخلٗ ٚثخٜه ٖٓ صخػخُٜ٘ح :خٜطخو٤زطط َُرأ ٖٓ ٝ ٖ٣ىخ٤ُٔح ٠ظٗ ٢ك َهيط خٜظِؼؿ سي٤ـُح خٜظ٤ِهخٗ ٝ ٢ثَُٔح ٍخـُٔح ٢ك ش٤ُخػ ش٤َٗٝظٌُلإح ٝ ش٤ُٔٔ٘ح خ٣لاوُح [ 1 ] . .ٍخـُٔح حٌٛ ٢ك ٢ِٔؼُح ١خُ٘٘ح ي٣حِط يوك ي٤ٓخًلأح ٌُٜٙ شـُخزُح ش٤ٔٛلأُ حًَظٗ ي٤ٓخًلأح ٖٓ َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ يؼ٣ ٓخٔظٛح ض٤وُ ٢ظُح شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح شٛخه ٝ ٖ٤ؼكخزُح ٖٓ َ٤ؼٌُح ٟيُ ًخ ٢ك ،سَ٤هلأح صحُٞ٘ٔح يه ٝ ش٘ٓ ٢ك يًُ ٕخً ٝ ٚكخ٘ظًلا عحَظهح سءحَر َ٤ـٔط ْط 1932 ش٘ٓ ٢ك خٓأ ، 1951 ّخه غكخزُح "J. M. Mochel" ٢ك ٝ ،َُٕح ش٤٘وظر َ٣يٜوُخر ْؼطُٔح ّٞ٣يٗلأح ي٤ًٔأ ٖٓ شو٤هٍ شوز١ َ٤٠لظر شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٖٓ شو٤هَُح صخوزطُح َ٤٠لط ٝ شٓحٍى ٍٞك ش٤ِٔؼُح عخلرلأح صًَِط سَ٤هلأح صحُٞ٘ٔح يُِٗح َ٣يٜه ي٤ًٔأ :خٜ٘ٓ ش٤ػلاؼُح ٝ ش٤ثخ٘ؼُح (Zn-Sn-O) [ 2 ] . خٜٜثخٜه ٖٓ ي٣يؼُح شكَؼُٔ شزٓخُ٘ٔح َثخُٓٞح ٟيكا شو٤هٍ ش٤٘ؿأ ٌَ٘ر شزًَُٔح ىحُٞٔح شٓحٍى يؼط ش٤٘ؿلأح قِطٜٓ ّيوظٔ٣ ٝ .٢ؼ٤زطُح خٌِٜ٘ر خٜٛحٞه ٠ِػ ٍٜٞلُح ذؼٜ٣ ٢ظُح ش٤ثخ٤ٔ٤ٌُح ٝ ش٤ثخ٣ِ٤لُح ٢ظُح صخ٘٤ٔلظُح ٖٓ ي٣يؼُح ىخ٘ٛ ٍحِط لاٝ سىخُٔح صحًٍ ٖٓ سي٣يػ صخوز١ ٝأ سيكحٝ شوز١ قُٛٞ شو٤هَُح ّٞ٣ يؼر ًخٓٞ٣ شو٤هٍ ش٤٘ؿؤً شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح خَٛٛخؼط [ 4،3 ] . ٟا ٕا ٝ ش٘لُ٘ح صلآخك ِ٤ًَط َ٤٤ـط ٢ك ْٜٓ ٝ َ٤زً ٌَ٘ر ْٛخٔط ذثحًٞ٘ ش٤ٗيؼُٔح صخٗٞ٣لأح ٞؼر شكخ ٖٓ شػٞٔـٓ ضٓخه غ٤ك ،ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ِهخُ٘ح ٟٞظٔٓ ٠ِػ َٟهأ ٝ ش٣ٍِٞزُح ش٤٘زُح ٢ك صحَ٤ـط عحيكا ْ٤ؼطط ٠ِػ صخٓحٍيُح SnO2 ٖٓ ىحٞٓ سيؼر يًُ ٝ ذ٤َٓظُح شِٜٓ ٝ شكخظُٔح ىحُٞٔح ٖٓ ًٚٗٞ خٜ٘٤ر [ 5 ] :  ّخلُ٘ح Cu .  ّٞ٣ِ٘ـُٔح .Mn  ّٞ٣ِ٤ُٔح Cs .  ٍِٞلُح .F  ي٣يلُح Fe . فلاظهح ٠ُا شكخٟلإخر شو٤هَُح صخوزطُخً شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح صخٓحيوظٓح ٢ك سَ٤زٌُح صخؼٓٞظُح ٕأ خًٔ ٝ صخوزطُح يِط ٚثخٜه ْثلاط َ٤٠لط صخ٤٘وط ٍٜٞظ ٠ُا شٓخُٔح شؿخلُح صيؿٝأ خٜطخلٛحٞٓ ٝ ىحُٞٔح عحٞٗأ ٘٤ر ٖٓ ٝ ًحَ٤زً ًحٍٞطط ذ٤َٓظُح صخ٤٘وط صيٜٗ حٌُ ،خٜطخو٤زطط صلاخـٓ ْظ٣ ٢ظُح ١ٍحَلُح ٢ثخٔ٤ٌُح َُٕح ش٤٘وط خٜ َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ٖٓ شو٤هٍ صخوز١ َ٤٠لط َؿأ ٖٓ حٌٛ ٝ شورخُٔح عخلرلأُ شٌِٔظً َٔؼُح حٌٛ ٢ك خَٜٟػ شلِظوٓ ِ٤ًحَظر ّٞ٤ُ٘ٔلأخر ْؼطُٔح ( 0 ، 0.2 ، 0.3 ، 0.4 ، 0.5 ٝ 0.8 ) % ١ٌُح َ٤ػؤظُح شكَؼٓ َؿأ ٖٓ يًُ ٝ ح ٚثخٜوُح ٠ِػ ّٞ٤ُ٘ٔلأح ٚػيل٣ ٢ك َٔؼُح حٌٛ َٝؼ٤ٓ شٓحٍيُح ٌٙٛ ن٤ولظُ .ش٤ثخرٌَُٜح ٝ ش٤ثٞ٠ُح ،ش٣ٞ٤٘زُ :٢ط٥خً ٍٜٞك علاػ :لٔلأا مظفنا ٢ِ٣ ،ٚر ِ٤ٔظط خٓ َُرأ ٝ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٍٞك ْ٤ٛخلُٔح ٝ صخِٓٞؼُٔح ْٛلأ ش٣َظٗ شٓحٍى ٍٝخ٘ط َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ٠ِػ ءٞ٠ُح ٢٤ِٔط يًُ (SnO2) ،ش٤ثخرٌَُٜح ٝ ش٤ثٞ٠ُح ،ش٤ثخ٣ِ٤لُح خٜ٘ٓ سىيؼظُٔح خٜٛحٞه ٝ ّٞ٤ُ٘ٔلأح ٠ِػ سَظٗ ءخوُا ْػ (Al) .ٙحٞه ٝ صحِ٤ٓ ٖٓ ٚ٘ػ فَؼ٣ خٓ ٝ

(16)

3 :يَاثنا مظفنا مَ١ َُرأ ٠ِػ فَؼظُح ٝ خٌِٜ٘ط ش٤ُآ ٝ خٜز٤َٓط أيزٓ ٝ شو٤هَُح صخوزطُح ّٜٞلُٔ ش٤ل٣َؼط شٓحٍير ْظٛأ ٠ُا ئػ خًٔ ،خَٛ٤٠لط ح مَ١ ٍٞك ٍخٌكلأح ٖٓ شػٞٔـٓ ْ٣يوط مٞك ٝ ش٤٘٤ُٔح شؼٗلأخً ش٘٣خؼُٔ ش٤ـٔل٘زُح ش٤ثَُٔح (UV-VIS) .ٍٞٛ َؼك يًٌُ ٝ شؼرٍلأح َرخُٔٔح ٝ ءحَٔلُح ضلط شؼٗلأح ٝ :ثناثنا مظفنا خُٜٞك شٔثخوُح ش٘هخُ٘ٔح ٝ ؾثخظُ٘ح ْ٠٣ ٜٞك ُٙخـٗا ْط خٓ ْٛأ ٝ ٢ز٣َـظُح َٔؼُِ شِٜلٓ شرخؼٔر ٌٕٞ٤ُ ٢طؤ٣ َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ شو٤هَُح ش٤٘ؿلأح ْ٤ؼطط ٍٞك شُٜٔٔح صخؿخظ٘ظٓلاح ٖٓ شػٞٔـٓ ٠ِػ َٜلظُح ٢ُخظُخر ٝ SnO2) ّٞ٤ُ٘ٔلأخر ) (Al) .

(17)

4

تياؼنا تيذقًنا غجاشي

[ 1 ] شو٣َطر سَ٠لُٔح َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ شو٤هَُح صخوزطُ ش٤ثٞ٠ُح ٚثخٜوُح ٞؼر شٓحٍى ،١يُخه ٖر .ّ َِلظُح ٢ثخ٤ٔ٤ٌُح ،خ٤ؿٌُٞٞ٘ظُح ٝ ش٣يُٜ٘ح شِـٓ ،١ٍحَلُح ْـلُح 30 ىيؼُح ، 6 ، ( 2012 .)

[2] T. Erslev, Q. Chiang, H. David, F. Wager and J. Cohen, Electronic properties of amorphous zinc tin oxide films by junction capacitance methods, Journal of Non Crystalline Solids, Vol. 354, N° 19-25, p. 2801 (2008).

[3] O. S. Heavens, "The Film physics", Methuen Young Co. Ltd (1970).

[4] R. Ueda and J. B. Millin, "Crystal Growth and Characterization", Mc GrawHill (1975).

[5] A. Mansoor, H. Tajammul, SH. Abu Bakar, M. Jan, R. Naeem, "Effect of doping on the Structural and Optical Properties of SnO2Thin Films fabricated by

(18)

لٔلأا مظفنا

(19)

6 كخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٚثخٜه عٞ٘ط ٕا ش ّخٓأ ٝ ّخٔظٛلاُ سَ٤ؼٓ ىحٞٓ خٜ٘ٓ ضِؼؿ خٛىيؼط ٝ ح غلزُ ٝ يػ ضػَٓ يوك ،ءحٞٓ يك ٠ِػ ش٤ؿٌُٞٞ٘ظُح صخو٤زطظُح س يًٌُ ٝ ش٤ثٞ٠ُح ٝ ش٣ٞ٤٘زُح خٜٛحٞور غلزُح صلاخـٓ .ش٤ثخرٌَُٜح ّخٓلأح حٌٛ ٠ِػ ٝ ٍٝخ٘ظٗ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ّٜٞلٓ َٜلُح حٌٛ ٢ك ٝ ٝ خٜػحٞٗأ يكح ًٌَُخر ٚو٘ٓ ( َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ٞٛ SnO2 ) ٢ك خ٘ظٓحٍى َلٓ ٌٕٞ٤ٓ ١ٌُح .شٓىخوُح ٍٜٞلُح

1 تيخيساح ةزبَ

ٍٜٞظ ٍٝأ ُْخؼُح فَ١ ٖٓ ٖ٣َ٘ؼُح َٕوُح ش٣حير ٢ك ٕخً شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأُ Badeker" ش٘ٓ " 1907 ٖٓ شو٤هٍ شوز١ َ٤ٌ٘ظر ّخه غ٤ك أ ّٞ٣ىخٌُح ي٤ًٔ CdO [ 1 ] ، ضُحٞط ٝ شكخلٗ ٝ شِٛٞٓ خٌٜٗٞر صُخظٓح ٝ خٜ٘ٓ ًٌَٗ ُِٖٓح ٍَٝٓ غٓ ىحُٞٔح ٌٙٛ ٢ك صخكخ٘ظًح ٝ عٞلر سيػ شظكلأُح ٌٙٛ يؼر :  ش٘ٓ 1954 ٍٝأ ْؼطُٔح ّٞ٣يٗلأح ي٤ًٔأ فخ٘ظًح يؼر يًُ ٝ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأُ ٍخٔؼظٓح َ٣يٜوُخر (In2O3:Sn) ُْخؼُح فَ١ ٖٓ "G. Ruppreecht" .  ش٘ٓ 1960 َؼٓ ش٤ثخ٘ؼُح صخزًَُٔح صَٜظ (SnO2, ZnO) .سي٤ؿ شكخلٗ شِهخٗ ي٤ٓخًأ خٜٗؤر ضل٘ظًح ٝ  ش٘ٓ يؼر ٝ 1980 َؼٓ ش٤ػلاؼُح صخزًَُٔح صَٜظ CdIn2O4) ، .( Cd2SnO4 ّخػ ٌ٘ٓ ٝ 1995 ٌَٗ ٠ِػ خٜظٓحٍير ٖ٤ؼكخزُح فَ١ ٖٓ َ٤زً ّخٔظٛخر شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ض٠ك شو٤هٍ قثحَٗ سَ٤هلأح شٗٝ٥ح ٢ك شٛخه [ 2 ] .

-8

تفافشنا تهقاُنا ذيساكلأا فيشؼح

ٍخ٤ظُِ خِٜوٗ ذٔك يًُ ٝ شٌ٘ٔٓ ش٤َٗٝظٌُا صلاخك شػلاػ ىخ٘ٛ شهخطُح صخرخٜػ ش٣َظٗ ٖٓ خًهلاطٗح ٢ثخرٌَُٜح ٢ٛ ٝ َهحٞٗ : .ٍُحٞػ ٝ َهحٞٗ ٙخزٗأ ، ( َوُ٘ح شرخٜػ ٖ٤ر َهحيط ىخ٘ٛ ٌٕٞ٣ َهحُٞ٘ح ٢لك BC ) ٝ شرخٜػ ( ئكخٌظُح BV شػٞ٘ٔٓ شرخٜػ َهحُٞ٘ح ٙخزٗلأ ٕأ ٖ٤ك ٢ك صخَٗٝظٌُلإ سَلُح شًَلُخر قٔٔ٣ ١ٌُح ) ( َٜلط BV ) ٖػ ( BC ( سٞـك ٠ٔٔط ) gap ) ـر خُٜ َِٓ٣ ٝ خٜٔ٤ه ٌهؤط ٕأ صخَٗٝظٌُلإُ ٌٖٔ٣ لا غ٤ك ، ٖٓ َزًأ سٞـك ىٞؿٝ شُخك ٢ك خٓأ 5 eV َوُ٘ح شرخٜػ ٌٕٞط شكَـُح سٍحَك شؿٍى ٢ك ٠ظك ٚٗلأ ٍُخػ ٌٕٞ٣ شؿٍخك [ 3 ] ( ٌَُ٘ح ٢ك قٟٞٓ ٞٛ خًٔ ، -1 .) (مكشنا I -1 :) ي٘ػ شهخطُح ِّلُ ٢ل٤ٟٞط ٢طوٓ 0K ٍُخػ ٝ َهخٗ ٚزٗ ،َهخٗ ٖٓ ٌَُ [ 4 ] . شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٕا ( خٜ٤ِػ نِط٣ ٢ظُح ٝ TCO حًٍخٜظهح ) ـُ (Transparent Conduction Oxide) ـر خُٜ َِٓ٣ ٝ ٖ٤ـًٔأ صحًٍ ٝ ٕيؼٓ صحًٍ ٖٓ شٌٗٞظٓ ٕىخؼٓ ي٤ٓخًأ ٖػ سٍخزػ MXOY غ٤ك M ٝ ٕيؼُِٔ ٢ثخ٤ٔ٤ٌُح َُِٓح َؼٔط O ٝ ٖ٤ـًٔلأُ ٢ثخ٤ٔ٤ٌُح َُِٓح x ، y ش٤ؼ٤ز١ ىحيػأ خٔٛ [5] ي٤ٓخًأ ٌٕٞط ، ( َؼٓ يكحٝ ٕيؼٓ ٠ِػ ١ٞظلط ٢ظُح ٝ شط٤ٔر ٕىخؼٓ SnO2, NiO, CuO

ٖٓ َؼًأ ١ٞلط شزًَٓ َٟهأ ٝ )

ٕيؼٓ (BaTiO3, Cdsb2O6, CdIn2O4) [5]

(20)

7 دٞ٤ػ شـ٤ظٗ ٌٕٞ٣ صخَٗٝظٌُلإح ٢ك ٞثخلُح حٌٛ ،صخَٗٝظٌُلإح ٖٓ خ٠ثخك شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ئِط ( ٖ٤ـًٔٝلأح صخؿحَك خٜززٓ ش٣ٞ٤٘ر Oxygène Vacances ٢ج٣ِـُح ئكخٌظُح ّيػ ٖػ شـطخُ٘ح ) ( Non-stoichiomet ) ي٤ًٔلأُ ١َظٓٞ٤ٌظٓ َِه أ شزٓخُ٘ٔح ىحُٞٔخر ْ٤ؼطظُح ٝ [ 3 ] . ٕا TCO َٛخك يِظٔط شرخٜػ ٖٓ ذ٣َه ٌٕٞ٣ ٢َٓك ١ٞظٔٓ ٕأ ٢٘ؼ٣ خٓ ٞٛ ٝ ،شطلُ٘ٔح َهحُٞ٘ح ٙخزٗأ ٖٓ خِٜؼـ٣ خٓ ٞ٣َػ ٢هخ١ ( َوُ٘ح BC شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأُ ْ٤ؼطظُح شزٔٗ ضٗخً خٓ ٍخك ٢ك خِٜهحى ٠ظك ٝأ ) ( TCO حٌٛ ٝ ،ش٤ُخػ ) ـُح َؼـ٣ خٔٓ ،شكَـُح سٍحَك شؿٍى ٢ك صخَٗٝظٌُلإخر سءِٞٔٓ ٌٕٞط َوُ٘ح شرخٜػ ٕأ ٠ُا َ٤٘٣ TCO شِهخٗ ٞ٣َػ ٢هخ١ َٛخك ئِط خٜٗأ ٠ُا شكخٟا >3.1 eV َهأ شهخ١ ئِط صخٗٞطٞك ٙخٜظٓح ٖٓ خٜؼ٘ٔ٣ خٔٓ ٢ثَُٔح ءٞ٠ُِ شكخلٗ خِٜؼـ٣ ٝ ٢هخطُح َٛخلُح ٖٓ [6] . ٝ سَلُح صخَٗٝظٌُلإح ىحيػأ ٢ك ي٣ِ٣ خٔٓ ،ذثحٞٗ ٝ صحَـػ نِه ٢ك شلِظؤُح ىحُٞٔخر ْ٤ؼطظُح ْٛخٔ٣ شل٤ؼٟ صحِِك ٖػ سٍخزػ ىحُٞٔح ٌٙٛ قزٜظُ ش٤ِهخُ٘ح غلطَط ٢ُخظُخر [ 7 ] .

-3

تفافشنا تهقاُنا ذيساكلأا ثاضيًي ىْأ

(

TCO

)

ي٤ٓخًلأح خٌُٜٗٞ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ٢ك ش٤ٔٛلأح ش٣خؿ ٢ك خٜظِؼؿ صحِ٤ُٔٔح ٖٓ حًَ٤زً حًىيػ ئِط َهحٞٗ فخٜٗأ :ًٌَٗ صحِ٤ُٔٔح يِط ٖٓ ٝ ،ش٤ِٔؼُح صخو٤زطظُح  ىحىِط ظ٤ِهخٗ ٌُح خٜ ٜ ي٘ػ ٝ ،شِهخُ٘ح ىحُٞٔح ٖػ شلُٜح ٌٙٛ خِٛ٤ٔط ٢ظُح ٝ سٍحَلُح شؿٍى سىخ٣ِر ش٤ثخرَ .ٍُخػ ٚزٗ قزٜ٣ ش٠لوُ٘ٔح سٍحَلُح صخؿٍى  ُخظٔط ٓخٔلر ٜظ٤ دٞ٤ؼُح ٌٙٛ َؼٓ ٕا ،خٜ٤ك دٞ٤ؼُح ٞؼر عحيكا ٝأ ذثحٞٗ ٠ِػ خٜثحٞظكا ي٘ػ سي٣يُ٘ح خ ٠ُا ١ىئ٣ خٔٓ ش٘لُ٘ح صلآخك ٖٓ يكحٝ عٞٗ ٍٜٞظ ٠ُا ٝ ش٤ِهخُ٘ح سىخ٣ُ ٠ُا ١ىئط يه ذثحُٞ٘ح ٝأ .َه٥ح عُٞ٘ح ءخلظهح ٝأ ٚهخ٘ط  خلُ٘ح ش٤ؿُٞٔح ٍحٞ١لأح ٢ك ش٤ُخؼُح ش٤ك ش٤ثَُٔح nm ( 800 -400 ٝ ) ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ِهخُ٘ح [8] .

-4

( تفافشنا تهقاُنا ذيساكلأا ضئاظخ

TCO

)

شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ِ٤ٔظط ش٤ثٟٞ ٝ ش٤ثخرًَٜ ٚثخٜور حٌٛ ٝ شٜٔٓ خٓ ٖ٤ؼكخزُح شٓحٍى َلٓ خِٜؼؿ خٜ٘ٓ سىخلظٓلاح ٝ خَٛ٣ٞطظُ ، ٝ ٌٙٛ غ٤ٔؿ ٝ ،سي٤ـُح ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ِهخُ٘ح ٝ ءٞ٠ُِ ش٤ُخؼُح خٜظ٤كخلُ٘ يًُ ٢وك ش٤ثخ٤ٔ٤ٌُح شز٤ًَظُخر نِؼظط لا ٢ٜك شؼزظُٔح ذ٤َٓظُح ش٤٘وط عٞ٘ر سَ٤زً شزٔ٘ر نِؼظط ٚثخٜوُح [9] ٝ ، ( ٍٝيـُح -1 .يًُ قٟٞ٣ ) لٔذجنا ( -1 ) : ٚثخٜه [10] (TCO) . ثاشيغخًنا تفافشنا تهقاُنا دإًنا ٢هخطُح َٛخلُح ٖٓ َزًأ eV 3.1 ( nm 380 ) ( ش٤كخلُ٘ح 550 nm ) % ٖٓ َزًأ 90 عٞٗ( n ) % ٖٓ َزًأ ٝ 85 عٞٗ( p ) ش٤ٓٝخؤُح Cm  4 -10 عٞٗ( n ٝ )  Cm 3 -10 عٞٗ( p ) ش٘لُ٘ح صلآخك ِ٤ًَط ٖٓ َزًأ Cm2 1020 عٞٗ ٖٓ ٌَُ( n ٝ p ) ش٤ًَلُح ٖٓ َزًأ 1 -( Vs ) cm2 40 عٞٗ( n ٖٓ َزًأ ٝ ) 1 -( Vs ) cm2 20 عٞٗ( p ) غرَٓ شٓٝخؤُح ٖٓ َهأ carre / k 10 ئٓ َؿأ ٖٓ( nm 20 )

-4

-0

تيئابشٓكنا ضئاظخنا

خر ّخٔظٛلاح أير ـُ ش٤ثخرٌَُٜح ٚثخٜوُ TCO ش٘ٓ 1970 [11] ، ٌٙٛ ٖ٤ر ٖٓ ٝ ٜر ِ٤ٔظط ٢ظُح ٚثخٜوُح خ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح :[12]  ٢هخطُح َٛخلُح َٝػ .

(21)

8  ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ِهخُ٘ح σ .(Ω-1 cm-1)  صخ٘لُ٘ح ش٤ًَك µ (cm2 V-1 s-1) ( ش٘لُ٘ح صلآخك شكخؼٌُ شـ٤ظٗ َزظؼط ٝ nv ( ٢ك ) cm3 ) .  ( َٕٝظٌُلإُ ش٣َٜ٘ؼُح ش٤ثخرٌَُٜح ش٘لُ٘ح q .)

1-1-4-

يقاطنا مطافنا عشػ

ئكخٌظُح ٢ظرخٜػ ٖ٤ر َٛخلُح ؽحَلُح يًُ ٚٗؤر عُٞ٘ٔٔح ٢هخطُح َٛخلُح فَؼ٣ ( BV ) َوُ٘ح ٝ ( BC ) خًٔ ، ش٤ُخظُح شهلاؼُح ّحيوظٓخر ٚظٔ٤ه َ٣يوط ٌٖٔ٣ [13] : ( -1 ) :غ٤ك : .٢هخطُح َٛخلُح شٔه : ٠ٗىأ شهخ١ .َوُ٘ح شِٓلُ : ٠ِػأ شهخ١ ئكخٌظُح شِٓلُ

.

شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأُ ٕأ يؿٝ شهلاؼُح ٌٙٛ ٍلاه ٖٓ ٞ٣َػ ٢هخ١ َٛخك شكخلُ٘ح ( eV 5 ≥ ≥ 3.1 .[10] ( ُ ٢هخطُح َٛخلُح َٝػ َ٤ـظ٣ ـ TCO ذ٤َٓظُح ٢ك شٓيوظُٔٔح ش٤٘وظُِ خوكٝ [ 13 ] ، ٝ ٍٝيـُح ( -2 ) .ي٤ٓخًلأح ٞؼزُ ش٣ٞهخطُح َٛحٞلُح َٝؼ٣ لٔذجنا ( -8 ) : ش٣ٞهخطُح َٛحٞلُح َٝػ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٞؼزُ [10] (TCO) . ( تفافشنا تهقاُنا ذيساكلأا TCO ) ( يقاطنا مطافنا eV ) SnO2 ٖٓ 3.6 ٠ُا 4.2 ZnO ٖٓ 3.2 ٠ُا 3.3 ITO 4.2 ZTO ٖٓ َزًأ 3 TiO2 ٖٓ 3 ٠ُا 3.2

تيئابشٓكنا تيهقاُنا

( ش٤ِهخُ٘ح يؼط σ خٜطيكٝ ٠طؼط خًٔ ،شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأُ ش٤ثخرٌَُٜح ٚثخٜوُح ٠ِػ ٍحى ٍحيوٓ ْٛأ ) cm)-1 Ω ) عٞٗ ٖٓ َهحٞٗ فخٜٗؤً ىحُٞٔح ٌٙٛ ٍٜٞظُ حًَظٗ ٝ n ش٤ُخظُح شهلاؼُخر ٠طؼط خٜظ٤ِهخٗ ٕبك [14] : ( -2 ) σ :غ٤ك ش٘لُ٘ح : .َٕٝظٌُلإُ ش٣َٜ٘ؼُح .ش٘لُ٘ح صلآخك شكخؼً : µ .صخ٘لُ٘ح ش٤ًَك : ش٤ٓٝخؤُح ٠ُا شكخٟلإخر ( ρ ) خٜطيكٝ ٝ ش٤ِهخُ٘ح دِٞوٓ ٖػ سٍخزػ ٢ٛ ٝ cm) Ω .)

(22)

9

3-1-4-

تيذطسنا تئاقًنا

( ش٤لطُٔح شٓٝخؤُح َزظؼط (Rsh شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٢ك قطُٔح شؼ٤ز١ ْٜلُ شٜٔٓ ش٤ثخرًَٜ سِ٤ٓ (TCO) ( ش٤ٓٝخؤُح ٖ٤ر شزُٔ٘ح ٖػ سٍخزػ ٢ٛ ٝ ، ( شو٤هَُح شوزطُح ئٓ ٝ ) d شٓٝخؤُخر خ٠٣أ ٠ٔٔط ٝ ) سيكٞر خٜ٘ػ َزؼ٣ غ٤ك غرَٓ ( Ω ) ٢ُخظُح ٌَُ٘ح ٖٓ خٜطٍخزػ ٠طؼط ٝ :[14] ( -3 ) :ش٤ُخظُح شهلاؼُخر خٜرخٔك ٌٖٔ٣ خًٔ ( -4 ) ( ) :٠طؼ٣ 4.532 : .ق٤لٜط َٓخؼٓ .يٜـُح مَك : I : .ٍخ٤ظُح سيٗ

4-1-4-

تيئابشٓكنا تيكشذنا

ٌٙٛ ْ٤ه ٢ك سىخ٣ُِح ٕا ،ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ِهخُ٘ح ٠ِػ َػئط ٢ظُح َ٣ىخؤُح ٖٓ ش٘لُ٘ح صلآخك ش٤ًَك َزظؼط شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأُ ش٤ثخرٌَُٜح ٚثخٜوُح ٖ٤ٔلط ٢ك َ٤زً ٌَ٘ر ْٛخٔط ش٤ٌُٔح (TCO) ش٤ًَلُح نِؼظط . ٢ك ش٘لُ٘ح صلآخك ٍخ٘ظٗخر خًٓٞٔػ ح سىخُٔ ، ٝ ٌَُ٘ح ( -2 ) صخ٣ٞظُٔٔح ٢ك ش٘لُ٘ح صلآخك ٍخ٘ظٗح قٟٞ٣ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأُ ش٣ٞهخطُح شـ٤ظٗ ش٤ًَلُح شٔ٤ه ٞلو٣ ش٘لُ٘ح صلآخك ِ٤ًَط ٢ك سَ٤زٌُح سىخ٣ُِح غ٤ك ّىخٜظُح ، ش٤ِهخُ٘ح َوط ٢ُخظُخر ٝ [15] . ِ٤ًَظُح ٠ػيط ش٘لُ٘ح صلآخك شكخؼً شكَؼٓ ٢ػيظٔ٣ ىحُٞٔح ش٤ِهخٗ ٟيٓ ٠ِػ فَؼظُح ٕا ( ؽَلُح nc ) ٖٓ َهأ ْ٤ه ي٘ؼك ( nc ( ٖٓ َزًأ ْ٤ه ي٘ػ ٝ ٍُحٞؼً َزظؼط ىحُٞٔح ٕبك ) nc فَؼ٣ ،َهحٞٗ ىحُٞٔح َزظؼط ) (ٍحيؤُح nc ٍخ٤ؼٔر ) (Mott) ٢ط٥خً ٚطٍخزػ ٠طؼط ٝ [ 16 ، 17 ] : ( -5 ) √ :غ٤ك ٍخؼلُح ٍٞر َطه قٜٗ : .سىخُِٔ َػئٓ لآخػ ش٘لُ٘ح صلآخك ش٤ًَك َزظؼط خًٔ ًح ـُ ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ِهخُ٘ح ٠ِػ TCO خٓخٓأ َزؼط ٢ظُح ٝ ، َُِٓخر ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ًَلُِ َِٓ٣ ٝ ،سىخُِٔ ش٣ٍِٞزُح شٌزُ٘ح ٢ك َٓحٞلُح ٍخ٘ظٗح ٠ِػ ( ) سيكٞر ٚٓخوٓ ؛ (cm2/Vs) ش٤ُخظُح شهلاؼُخر ذظٌط ٝ [18] : ( -6 ) :غ٤ك : .ٖ٤ٓىخٜط ٖ٤ر ءخهَظٓلاح ُٖٓ : .َلُح ٍخُٔٔح ٢ٓٞظٓ : .ش٘لُ٘ح َٓحٞلُ شُخؼلُح شِظٌُح .َلُح َٕٝظٌُلإح شػَٓ :

(23)

10 (مكشنا -8 :) شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأُ ش٣ٞهخطُح صخ٣ٞظُٔٔح .[19] (TCO)

-4

-8

ضئاظخنا

تيئٕضنا

ٝ ٢ثَُٔح ٍخـُٔح ًَ ٢طـط سٌكخٗ ٌَ٘ط خًٜٗٞ ٢ك َؼٔظط صحِ٤ُٔٔح ٞؼزر شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ِ٤ٔظط ٢ٓٞظُٔح ٢ك ٌٕٞط ٝ سٌكخُ٘ح ءٞ٠ُح سيٗ ٝ ىٍحُٞح ءٞ٠ُح سيٗ ٖ٤ر شزُٔ٘خر ش٤ثٞ٠ُح صلاخوظٗلاح فَؼط ( nm 700 -400 = λ ًَ ٙلاوظٓخر قٔٔ٣ ٙخٜظٓلاح ق٤١ ٕأ ٝ خًٔ ،) ٝ ش٣ًخلُ٘ح ق٤١ ٖٓ ّخٌؼٗلاح .[20] ،ش٣ًخلُ٘ح ٢ٛ ٢ظُح ش٤ٓخٓأ َٛحٞظ شػلاػ َزه ٖٓ ىحُِٞٔ ش٣َٜزُح ٚثخٜوُح ئـظط ش٤ٓخٌؼٗلاح ٝ ش٤ٛخٜظٓلاح َ٣ىخؤُح ٌٙٛ شطٓحٞر َٛحٞظُح ٌٙٛ ِ٤ٔظط ٝ ٝأ ش٣ًخلُ٘ح ( ًخلُ٘ح َٓخؼٓ T ش٤ٛخٜظٓلاح ،) A ٙخٜظٓح َٓخؼٓ( ) يًٌُ ٝ ش٤ٓخٌؼٗلاح َٓخؼٓ( ٝأ ّخٌؼٗلاح R ) . ٌَُ٘ح ٝ (3-I) ىحُٞٔح نِؼط ق٤١ َؼٔ٣ ٖٓ ٌَر شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح λ ٝ λ [20] . (مكشنا I -3 :) ق٤١ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ىحُٞٔح نِؼط ٖٓ ٌَر λ ٝ λ [19] .

-4

-8

-0

تيرافُنا مياؼي

(T)

( ٌكخُ٘ح ءٞ٠ُح سيٗ ٖ٤ر شزُٔ٘خر فَؼ٣ ءٞ٠ُح سيٗ ٝ سىخُٔح َزػ ) قطُٔح ٠ِػ سىٍحُٞح [10] . ( -7 ) ٝ ش٣ًخلُ٘ح ٝ (T) .ْ٤ؼطظُح ٝ سٍحَلُح شؿٍى ٝ شل٣َُ٘ح ئٓ خٜ٘ٓ سيػ َٓحٞػ ٠ِػ ئظؼط

(24)

11

-4

-8

طاكؼَلاا مياؼي

(

R

)

قطُٔح ٟٞظٔٓ ٠ِػ ٌْؼ٘٣ ١ٌُح ءٞ٠ُح سيٗ ٖػ َزؼ٣ ىٍحُٞحءٞ٠ُح سيُ٘ شزُٔ٘خر [10] . ( -8 ) ٝ

-4

-8

-3

طاظخيلاا

تي

(

A

)

ٚظُٔٔح ءٞ٠ُح سيٗ ٖ٤ر شزُٔ٘ح خٜٗأ خ٠٣أ فَؼط ٝ ىٍحُٞح ءٞ٠ُح سيٗ ٝ [10] . ( -9 ) ٝ ٝ :٢ُخظُح ٌَُ٘خر نكيظُح ظخللٗا ٕٞٗخه ٠طؼ٣ ( -10 ) :٢ِ٣ خًٔ خٜظرخظً ٌٖٔ٣ ( -11 )

-4

-8

-4

تيطاظخيلاا مياؼي

(

𝛂

)

ٕٞٗخه ٕا Beer-Lambert ءخ٘ـُح ئٓ ٝ ٌكخُ٘ح نكيظُح ٖ٤ر ٢رَُخر قٔٔ٣ (d) َٓخؼٓ ٌَٗ ٢ك شُىخؼُٔح ٚلٟٞط ١ٌُح ٝ ش٤ٛخٜظٓلاح [10] : ( -12 ) ش٤٘ؿأ ش٣ًخلٗ : (TCO) . ش٤٘ؿأ ّخٌؼٗا : (TCO) . .ش٤٘ؿلأح ٙخٜظٓا َٓخؼٓ : َٓخؼٓ ٢زطَ٣ ٙخٜظٓلاح ٝ سىخُٔح َزه ٖٓ شٜظُٔٔح شؼٗلأح ٖػ َزؼ٣ ١ٌُح ىخٔهلإح َٓخؼٔر يًٌُ سٍخزؼُخر ٚظؿخ٤ٛ ٌٖٔ٣ [19] : ( -13 ) ٌَُ٘ح َؼٔ٣ (4-I) ُْخؼُح ٍخٔػأ ٖٓ ٠٘ل٘ٓ E. Elongovan" ٍٞطط ٖػ َزؼ٣ ١ٌُح ٝ ،ٚ٣يػخٔٓ ٝ " ٝ ّخٌؼٗلاح ،ًخلُ٘ح صلآخؼٓ ( َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ٖٓ شو٤هٍ شوزطُ ٢ؿُٞٔح ٍٞطُح شُلاير ٙخٜظٓلاح SnO2 ) ( ٍِٞلُخر ْؼطُٔح F ئٓ صحً ) ( m µ 1.14 غؿًَٔ ق٤طُح حٌٛ ٌهؤ٣ ٝ ) ، ّخٌؼٗلاح ٝ ش٣ًخلُ٘ح ق٤١ يل٣ غ٤ك شطٓحٞر ٍِٞلُخر ْؼطُٔح َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ا ٢ظُح عخؼٗلإح ش٣ًخلٗ ٌٕٞط خِٜؿأ ٖٓ ٢ظُح شؿُٞٔح ٍٞ١ ٖٓ ٖ٤٘ػ ـط شوز١ ُخظ SnO2 ٌٖٔ٣ خٓ َهأ [ 21 ] . ش٤ٓخٌؼٗلاح ٝ ش٣ًخلُ٘ح ق٤١ ش٤ٛخٜظٓلاح ٢ؿُٞٔح ٍٞ١ شُلاير فخلٗ َهخٗ ي٤ًٔلأ [ 20 ] . :(4-I)مكشنا

(25)

12  جَاك ارإ < َؼٔظط ٌٙٛ شوطُ٘ٔح ٢ك ٍخـُٔح مٞلُح ٢ـٔل٘زُح ٍحٞ١لأُ ،ش٤ؿُٞٔح ٌٕٞط شهخ١ صخٗٞطٞلُح َزًأ ٝأ ١ٝخٔط َٛخلُح ٢هخطُح غ٤ك ٚظٔط صخَٗٝظٌُلإح ٢ك شرخٜػ ئكخٌظُح شهخطُح ٌٙٛ َوظ٘ط ٝ ٠ُا شرخٜػ شُخلُح ٌٙٛ ٢ك ش٤ؿخطُح ٢ٛ َٟهأ ٠ُا شرخٜػ ٖٓ صلاخوظٗلاح َزظؼط َوُ٘ح . خٔر ٕأ ي٤ٓخًلأح شِهخُ٘ح شكخلُ٘ح (TCO) )شٔؼطٓ َ٤ـُح( ش٤وُ٘ح يِظٔط َٛخك ٢هخ١ َ٤ـظط ٚظٔ٤ه ّ 3.1 eV ٠ُا 5 eV حٌٛ نكحٞ٣ ، َٛخلُح ٢هخطُح صخٗٞطٞلُِ صحً ٍحٞ١لأح ش٤ؿُٞٔح ٖ٤ر 300 nm ٝ 400 nm ٍخـٓ( مٞلُح ٢ـٔل٘ر UV خٓي٘ػ ،) ْظ٣ ٙخٜظٓح صخٗٞطٞلُح ٠ُح يًُ ١ىئ٣ غك ٍخوظٗح صخَٗٝظٌُلإح ٖٓ شرخٜػ ئكخٌظُح ٠ُا شرخٜػ ،َوُ٘ح ٢ك حٌٛ ٍخـُٔح ٖٓ ٍحٞ١لأح ش٤ؿُٞٔح ٌٖٔ٣ ىخـ٣ا َٛخلُح ٢هخطُح ٢ثٞ٠ُح ٍخٔؼظٓخر شهلاؼُح ش٤ُخظُح [ 20 ] : ( -14 ) ⁄ :غ٤ك .ٙخٜظٓلاح َٓخؼٓ : .يٗلار ضرخػ : .ش٤ثٞ٠ُح صخؿُٞٔح ىىَط : : َٝػ َٛخلُح ٢هخطُح .  ارإ جَاك < < ٌٕٞ٣ ي٤ًٔلأح َهخُ٘ح خكخلٗ ٠ِػ ٍٞ١ ٍخـُٔح ١ٌُح َٔظ٘٣ ٠ِػ ٍحٞ١لأح ش٤ؿُٞٔح ش٤ثَُٔح ضلط ٝ ءحَٔلُح شز٣َوُح ٝ ذؼِ٣ ي٤ًٔلأح َهخُ٘ح فخلُ٘ح ءخ٘ـُح ٍٝى َهخُ٘ح ىخ٠ٓ ّخٌؼٗلاُ [ 20 ] .  ارإ جَاك : ≥ ٢ك ٍخـٓ ضلط ءحَٔلُح مٞك( شز٣َوُح (1200 nm ، ك ي٤ٓخًلأخ شِهخُ٘ح شكخلُ٘ح (TCO) لا َو٘ط ءٞ٠ُح ٌَ٘ر ٝ ،َ٤زً ٢ك حٌٛ ٍخـُٔح يِظٔط ي٤ٓخًلأح شِهخُ٘ح شكخلُ٘ح (TCO) خٛخٜظٓح حَ٤زً . خًٔ ٌٖٔ٣ ىخٔظػلاح ٢ك َ٤ٔلط ٕخٜوٗ ش٣ًخلُ٘ح ٠ِػ ؽًٞٔٗ " "ىٍٝى ١ٌُح قٟٞ٣ ش٣َظُ٘ح ش٤ٌ٤ٓلاٌُح صخَٗٝظٌُلإُ سَلُح ٢ك حٌٛ ؽًُٞٔ٘ح ٌٕٞط صخَٗٝظٌُلإح سَلُح شٜرخ٘ٓ دٌرٌظُ خُٓلازُح ىىَظُخر ، نِؼظط ٝ يًٌُ ٍٞطُخر ٢ؿُٞٔح ٌٖٔ٣ ٝ َ٤زؼظُح خٜ٘ػ شُىخؼُٔخر ش٤ُخظُح [ 20 ] : ( -15 ) ( √ √ ) :غ٤ك ش٤كخُٔٔح : ش٤ثخرٌَُٜح شزُٔ٘خر ّخ٤وُِ ٢ك ٍخـُٔح ٢ثَُٔح . ٍٞطُح : ٢ؿُٞٔح ١ٌُح َٜ٣ ٙي٘ػ ّخٌؼٗلاح ٠ُا َهأ شٔ٤ه . ٕا سىخ٣ُِح ٢ك ٙخٜظٓلاح ٍحٞ١لأُ ش٤ؿُٞٔح ٢ك ءخ٘ؿ ي٤ًٔلأح َهخُ٘ح فخلُ٘ح قٔٔ٣ ؽخظٗبر صخَٗٝظٌُا سَك ىىَط خُٓلازُح دَؼ٣ ٖػ َ٤ػؤط ِ٤ًَط صخَٗٝظٌُلإح سَلُح ، ش٤كخُٔٔح 𝜀1 ٝ 𝜀0 ٢ظُح َؼٔط ش٤كخٔٓ ٢ُٓٞح ٢ُحٞظُح ٠ِػ ؽحَلُح ٝ ، يًٌُ ٝ شِظٌُح شُخؼلُح .صخَٗٝظٌُلإُ ( -16 ) ( ) ٢ؿُٞٔح ٍٞ١ ٖ٤ر شهلاؼُح ٝ خُٓلازُح ىىَط ٝ : ( -17 ) :غ٤ك .ءٞ٠ُح شػَٓ : ٍخٌٔٗلاح شزطَر نِؼظط ٢ظُح ش٤ثخرٌَُٜح ش٤كخُٔٔح : n ىخٔهلإح َٓخؼٓ ٝ k :ش٤ُخظُح شُىخؼُٔح ٢ك ق٠ظط خًٔ

(26)

13 ( -18 ) ْ٤ه َ٤ـظط n ٝ k .ق٤طُح ءٟٞ ٟئُ خوكٝ  ارإ جَاك  p ٔأ  p : ش٤كخُِٔٔ ٢ِ٤وظُح ءِـُح ،ذُخٓ قزٜ٣ ٢و٤ولُح ءِـُح ٝ غلطَٓ قزٜ٣ .ٍخٌٔٗلاح شزٔٗ عخلطٍا ٖػ سٌَك ٢طؼ٣ حٌٛ ٝ  ارإ جَاك  p ٔأ  p : ٙخٜظٓح يًٌُ ٝ َلُٜح ٠ُا ٍٝئ٣ ٢ِ٤وظُح ءِـُح ٕبك TCO ٌٕٞ٣ ٢ُخظُخً ٍخٌٔٗلاح ش٘٣َه شرخظً ٌٖٔ٣ ٝ ٞلو٘ٓ [ 20 ] : ( -19 ) n √ ( (√ p₎ ₎ ، p خٔٛ : ىىَط خُٓلازُح ٝ غطوُح ٖٓ َؿأ ٍٞ١ ٢ؿٞٓ .ٖ٤ؼٓ شلِظؤُح صخٓخ٤وُح ٕا ش٣ًخلُِ٘ ٝ ش٤ٓخٌؼٗلاح شزطٍ ٖٓ ٌَر ٍلايظٓلاح ٠ُا ءٞـُِخر قٔٔط ئُٔح يًٌُ ٝ ( ّخٌؼٗلاح n ( ىخٔهلإح َٓخؼٓ ،) k ( ٢هخطُح َٛخلُح ٝ ) Eg .)

-5

( تفافشنا تهقاُنا ذيساكلأا سايخخا شيياؼي

TCO

)

ُْخؼُح فَظهح خٜ٘٤ر ٍخ٤ظهلاح ٝ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح َ٠كأ شكَؼُٔ "G. Hanche" َٓخؼٓ َٓخؼٔر ٙخٔٓ ش٘ٓ ٢ك يًُ ٝ سىٞـُح 1976 ، َهخُ٘ح ي٤ًٔلأُ ش٤ثخرٌَُٜح ٝ ش٤ثٞ٠ُح ٚثخٜوُح ٖ٤ر ٍحيؤُح حٌٛ ٢رَ٣ ٝ فخلُ٘ح ، ٚٗأ ٠ِػ َٓخؼُٔح حٌٛ فَؼ٣ ش٣ًخلُ٘ح ٖ٤ر شزُٔ٘ح ( شطٓٞظُٔح T ٢ثَُٔح ٍخـُٔح ٢ك ) nm ( 800 -400 ) ش٤لطُٔح شٓٝخؤُح ٠ِػ ٚطيكٝ ٝ فخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ًٔلأح شوزطُ )شؼرَُٔح شٓٝخؤُخر ٠ٔٔط ٝ( ) 1 -Ω ( ٠طؼ٣ شهلاؼُخر ش٤ُخظُح [ 21 ] : ( -20 ) sh غ٤ك : (سىٞـُح َٓخؼٓ : 1 -Ω .) لٔذجنا ( -3 ) : شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح قِظؤُ سىٞـُح صلآخؼٓ [ 21 ] . دإًنا ةدٕجنا مياؼي ( 0 -Ω ) ZnO ر ْؼطٓ ـ F 7 SnO2 ر ْؼطٓ ـ F 3 SnO2 ر ْؼطٓ ـ Sb 0.4 ZnO ر ْؼطٓ ـ In 0.2 مَ١ ٝ ىحُٞٔح ٍخ٤ظهح ٠ِػ َ٤ػؤط َ٤٣خؼُِٔ ٕبك ،سي٤ـُح ش٤ثٞ٠ُح ٝ ش٤ثخرٌَُٜح ٚثخٜوُح ٠ُا شكخٟا يٓخٔط ٝ شرلاٛ ،خُٓلازُح ىىَط ،ىحُٞٔح ش٤ٔٓ ٟيٓ ٝأ ؽخظٗلإح شلٌِط ،صخ٘٤ؼُح ٠ِػ َللُح ،شلِظؤُح ذ٤َٓظُح ٓحٞػ َؼٔط خٜؼ٤ٔؿ ٝ ش٤٘ؿلأُ ش٤ثخ٤ٔ٤ٌُح ٝ ش٣ٍحَلُح شٓٝخؤُح ،صخوزطُح ٢ك ٌْلظُح يؼ٣ غ٤ك .حًيؿ شٜٔٓ َ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ش٤٘ؿأ ٍٞطط ٝ ٞٔٗ ٢ك شؼٓحٝ ش٤ٔٛأ ًٝ ذ٤َٓظُح مَطُ شلِظؤُح َٓحٞؼُح (TCO) ٝ .ش٤ُخػ سىٞـر يًُ

(27)

14 ٌَ٘ظُح غ٤ك ٖٓ ش٤٘زُح يٓخٔط ٝ ٢رحَط ٟئر نِؼظط شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ش٤٘ؿلأ ش٤ثخ٣ِ٤لُح ٚثخٜوُح ٝ ذ٤ًَظُح ٝ ٖٓ َػؤظط َٓحٞؼُح ٌٙٛ ًَ .شلِظؤُح ذ٤َٓظُح مَ١ ٝ فَٝظ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٠ِػ (TCO) ٢ك ش٠لو٘ٓ ش٤ٛخٜظٓح ٝ شؼلطَٓ ش٤ثخرًَٜ ش٤ِهخٗ يِظٔط ٕأ ٢ثَُٔح ٍخـُٔح . ش٤ػُٞ٘ ٢ًٔ ْ٤وط ْ٣يوط ٢ػيظٔ٣ خٓ حٌٛ ٝ TCO ٕٝىٍٞؿ شُىخؼٓ ٢ك خٜظؿخ٤ٛ ْط ٝ Gordon) ) [21] : ( -21 ) :غ٤ك .ش٤ٌُِح ش٣ًخلُ٘ح : .٢ٌُِح ّخٌؼٗلإح : ٙخٜظٓلاح َٓخؼٓ ٕخً حًا شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأُ (TCO) ش٤ِهخُ٘ح ضٗخً ٝأ ،خؼلطَٓ σ ش٠لو٘ٓ ٖ٤ر شٍٗخؤُخر قٔٔ٣ حٌٛ ٝ ش٠لو٘ٓ خٔ٤ه ٌهؤظٓ سءخلٌُح ٕبك حيؿ TCO ضظزػأ يوُ .ذٓخُ٘ٔح ٍخ٤ظهلاح ش٤ٗخٌٓا ٝ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٖٓ ي٣يؼُح ٠ِػ ٕٝىٍٞؿ شُىخؼٓ ن٤زطط ٍٞك صخٓحٍى سيػ (TCO) خٜٔ٤ه ٕأ ٖ٤ر سٍٜٞلٓ 0 ٝ 7 َ٠كأ ٕأ ٠ُا صخٓحٍيُح ٞؼر ضٜوُ خًٔ TCO ش٤َٗٝظٌُا ش٤ًَك يِظٔط ٢ظُح يِط ٢ٛ ٞلو٘ٓ شُخؼك شِظً ٝ . [21]

-6

تًؼطًنا ٔ تيحازنا تفافشنا تهقاُنا ذيساكلأا

-6

-0

تيحازنا تناذنا

ئكخٌظُح شرخٜػ ٌٕٞط خٜ٤ك ٝ ش٤طحٌُح َهحُٞ٘ح ٙخزٗأ ٠ػيط ذثحُٞ٘ح ٖٓ ش٤ُخوُح ٝ ش٤وُ٘ح َهحُٞ٘ح ٙخزٗأ ٕا َلُٜح سٍحَك شؿٍى ي٘ػ صخَٗٝظٌُلإح ٖٓ خ٤ًِ شؿٍخك َوُ٘ح شرخٜػ ٌٕٞط ٖ٤ك ٢ك صخَٗٝظٌُلإخر خ٤ًِ سئِٔٓ شؿٍيُح ٌٙٛ ٢ك شُُخػ شُِٛٞٔح ٚزُ٘ح ىحُٞٔح يؼط حٌُٜ ٝ نِطُٔح [22] . ُٕحٞظُح حٌٛ نولظ٣ خٓي٘ػ ٢وٗ ٝأ ٢طحً فخلُ٘ح َهخُ٘ح ي٤ًٔلأح ٌٕٞ٣ َٟهأ شٜؿ ٖٓ ٝ ni= n=p ١ٌُح نِؼظ٣ ١ٌُح ْ٤ؼطظُخر ش٘لُ٘ح صلآخك ىيػ غكَ٣ ش٤ثخرٌَُٜح ش٤ِهخٗ ٖ٤ٔلط َؿأ ٖٓ ٝ ،٢طحٌُح ِ٤ًَظُح َؼٔ٣ هخٗ ٠ِػ َٜلٗ ٝ )صحٌه٥ح ٝأ صخلٗخُٔح( عٍُِح غهحٞٓ ٝأ صخٔؼطُٔح ئكخٌظر عٞٗ ٖٓ ش٤ِ p ٝأ n [23] ٝ . فَؼط ٝ شٌزُ٘ ش٣ٌٍُح غهحُٞٔح َـ٘ط ٕأ خٓبك ٖ٤ظُخلر ش٣ٍِٞزُح شٌزُ٘ح ٢ك )شٔؼطُٔح( شزثخُ٘ح صحٌٍُح يؿحٞظط ش٤٘٤زُح ذثحُٞ٘خر فَؼط ٝ ش٣ٌٍُح غهحُٞٔح ٖ٤ر ؾِط ٝأ ،ش٤ُحيزظٓلاح ذثحُٞ٘خر ٌثي٘ػ [24] ٢َٓ٤ك ١ٞظٔٓ غو٣ ٝ ، ( Fermi-level حٌُح شُخلُح ٢ك ) ( شػُٞ٘ٔٔح شهخطُح سٞـك قٜظ٘ٓ ٢ك ش٤ط Forbidden Gap شؿٍى ي٘ػ ) خًٔ ،نِطُٔح َلُٜح سٍحَك قٟٞ٣ ٌَُ٘ح ( -I 5 ) ٝ شُىخؼُٔح ش٤ُخظُح [25] : ( -22 ) f c v : غ٤ك Ef ٢َٓ٤ك ١ٞظٔٓ شهخ١ : . Ec .َوُ٘ح ١ٞظٔٓ شهخ١ : Ev ٟٞظٔٓ شهخ١ : .ئكخٌظُح

(28)

15 (مكشنا -I 5 :) ٢طوٓ ٢طحً فخلٗ َهخٗ ي٤ًٔلأ ٢َٓ٤ك ١ٞظٔٓ غهٞٓ قٟٞ٣ [25] .

-6

-2

تًؼطًنا تناذنا

َهخُ٘ح ٚزٗ سٍِٞر ٠ُا ذثحُٞ٘ح ٖٓ سىٝيلٓ ٝ شِ٤ِه ذٔٗ فخ٠ط خٓي٘ػ TCO ْ٤ؼطظُخر ش٤ِٔؼُح ٌٙٛ ٠ػيط ( Doping ش٤ًٔ فَؼط ٝ ،) ٖ٣ٌٞط ٠ِػ َٔؼط ذثحُٞ٘ح ٌٙٛ ٕأ ٝ ،ْ٤ؼطظُح ٟٞظٔٔر شكخ٠ُٔح ذثحُٞ٘ح َهخُ٘ح ٚزٗ غ٤ك ،ئكخٌظُح ٝ َ٤ٛٞظُح ٢ظِٓك ٖ٤ر ١ٞهخطُح َٛخلُح ٢ك غوط سي٣يؿ شهخ١ صخ٣ٞظٔٓ TCO ٚ٤ُا شكخ٠ُٔح ذثحُٞ٘ح عٞٗ ذٔلر يًُ ٝ ٖ٤٤ٔ٤ثٍ ٖ٤ػٞٗ ٠ُا قٜ٘٣ ْؼطُٔح [25] ٖٓ ٖ٤ػٞٗ ىخ٘ٛ ٝ . .ْ٤ؼطظُح

-6

-8

-0

عَٕ ٍي ىيؼطخنا

n

عُٞ٘ح ٖٓ َهحُٞ٘ح ٙخزٗأ n خٜ٤ك ٌٕٞط ٢ظُح ٢ٛ ش٘لُ٘ح صلآخك ٝ صخَٗٝظٌُلإح ش٤زِؿلأح ش٘لُ٘ح صلآخك ( شلٗخٓ ذثحٞٗ شكخٟبر عُٞ٘ح حٌٛ ٠ِػ ٍٜٞلُح ْظ٣ ٝ صحٞـلُح ٢ٛ ش٤ِهلأح Doner ٝ ،٢وٗ َهخٗ ٚزٗ ٠ُا ) سي٣يؿ شهخ١ صخ٣ٞظٔٓ شلٗخُٔح ذثحُٞ٘ح ٌٕٞط سَٗخزٓ َوُ٘ح شرخٜػ ضلط غوط [19] ٖٓ عُٞ٘ح حٌٛ ئظؼ٣ ٝ ، ٢ك ٚٗخرًٝ ٝ ُٚلالٗح ٟيٓ ٝ ْ٤ؼطظُح ْـك ٠ِػ يًُ ئظؼ٣ ٝ ،ٖ٤ـًٔلأح ٝأ ٕيؼُٔح صحًٍ ٍحيزظٓح ٠ِػ ْ٤ؼطظُح (َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ْ٤ؼطط ٌٖٔ٣ ٚٗأ ٝ خًٔ .فخلُ٘ح َهخُ٘ح ي٤ًٔلأح شٌزٗ SnO2 ( ٍِٞلُح :ش٤ُخظُح َٛخ٘ؼُخر ) F ،) لأح ( ٕحٞٔظٗ Sb ( ّٞ٤رٞ٤ُ٘ح ،) Nb ( ُّٞخظ٘ظُح ، ) Ta ( ّخلُ٘ح :٢ك شِؼٔظُٔح ٝ ٕىخؼُٔح ٞؼر يًٌُ ٝ ،) Cu ،) ( ي٣يلُح Fe ( ضُخرٌُٞح ،) Co ( ٌَ٤ُ٘ح ٝ ) Ni ( ّٞ٤ُ٘ٔلأخر خٓٞٔػ ْؼط٣ ١ٌُح يُِٗح ي٤ًٔأ ٠ظك .) Al ٕأ ٌٖٔ٣ ) ( ّٞ٤ُخـُخر يًٌُ ْؼط٣ Ga ( ّٞ٣يٗلأح ٝ ) In ) [14] صخٔؼطُٔح غ٤ٔؿ . ُِؼط خورخٓ سًٌٍُٞٔح TCO ٖٓ َهخٗ ٚزٗ عٞٗ n ١ىئ٣ ْ٤ؼطظُح سىخ٣ُ ٝ َوُ٘ح شرخٜػ ضلط شهخطُح سٞـك ٢ك ٟٞظٔٓ ٖ٣ٌٞظر ْ٤ؼطظُح صحًٍ ّٞوط غ٤ك ٝ َ٤ٛٞط ٢ك ىٍخ٘ط صخَٗٝظٌُلإح ٖٓ َ٤زً ىيػ ٕبك ٢ُخظُخر َوُ٘ح شرخٜػ غٓ ِٚهحيط ٝ ١ُٞٔح حٌٛ َ٣ٞطط ٠ُا طظُح سىخ٣ِر ش٤ِهخُ٘ح ي٣ِط ٚ٘ٓ ْ٤ؼ [26] .

-6

-8

عَٕ ٍي ىيؼطخنا

P

عُٞ٘ح ٢ك ٚ٤ِػ ٞٛ خٓ ٌْػ صحٞـلُح ٢ٛ ش٤زِؿلأح ش٘لُ٘ح صلآخك عُٞ٘ح حٌٛ ٢ك ٌٕٞط َهحُٞ٘ح ٙخزٗأ ٢ك n عُٞ٘خر عُٞ٘ح حٌٛ ٠ٔٔ٣ ٝ َهحُٞ٘ح ٙخزٗأ ٖٓ p ( شِرخوُح ذثحُٞ٘ح ٌّٕٞط ٝ Acceptor سي٣يؿ شهخ١ صخ٣ٞظٔٓ ) شكخٔٓ ٠ِػ ٝ شِٓلُح ٖٟٔ ئكخٌظُح شرخٜػ ٖٓ حًيؿ شز٣َه [22] ٖٓ ْ٤ؼطظُح شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح شُخك ٢ك ٝ . عُٞ٘ح p عٞٗ ٖٓ ْ٤ؼطط صخٓحٍى ض٣َؿأ سَ٤هلأح صحُٞ٘ٔح ٢ك ٝ ،غلر عٟٞٞٓ ٍحِ٣ لا p ٞؼر ٠ِػ ك شٓحٍى شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح عحٞٗأ َؼًأ ٞٛ يُِٗح ي٤ًٔأ ٕأ غ٤ك ،شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٖٓ عُٞ٘ح حٌٛ ٢ ن٣َ١ ٖػ ْ٤ؼطظُح ١َـ٣ ٝ ،ْ٤ؼطظُح ٍحيزظٓح ( صُٝلأخر ٖ٤ـًٔلأح N ْ٤ؼطظُح ن٣َ١ ٖػ يًٌُ ٌٖٔ٣ ٝ ) ّٞ٤ُ٘ٔأ ؽٝىُِٔح -( ٖ٤ؿَٝظ٤ٗ Al-N ) [26] . ( ٍٝيـُح ٝ I -4 .شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ْ٤ؼطط ٖ٤ز٣ ) BC EF BV

(29)

16 (لٔذجنا I -4 :) شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ْ٤ؼطط .[26] عٞٗ TCO ش٤وٗTCO شطٓTCO ٞٗ ع n عٞٗ p CdO, SnO2,Z NO, In2O3 , MgIn2O4

CdGa2O4 Cd2SnO4, CdSnO2

Zn2SnO4,ZnSnO3,Zn2ln2O5,ZnGa2

O4

In4Sn3O12, GalnO3.

ZnO: B, Al, In, Ga, Si, Sn, F, Cl In2O3: Sn, Ti, Zr, F, Cl SnO2: Sb, As, P, F, Cl CdSb2O6:y CuMO2 (M = Al, Ga, Sr, and Ln = lanthanides); in which Cu acts as dopant Or M2O3: Cu In2O3A: g

-ZnO: (Ga and N) (codoped). عٞٗ َهخُ٘ح قٜٗ ٢ك ْ٤ؼطظُح سىخ٣ُ ي٘ػ ،شٔؼطُٔح شُخلُح ٢ك ٢َٓ٤ك ١ٞظُٔٔ شزُٔ٘خر n ١ٞظٔٓ قكِ٣ شػُٞ٘ٔٔح شهخطُح سٞـك ٢ٓٝ ٖػ حًيؼظزٓ ٢َٓ٤ك ٙخـطخر شُخلُح( َوُ٘ح شِٓك b ٢ك ْ٤ؼطظُح سىخ٣ُ ي٘ػ خٓأ ،) عٞٗ ٖٓ َهخُ٘ح قٜٗ p شِٓك ٖٓ خرَظوٓ شػُٞ٘ٔٔح سٞـلُح ٢ٓٝ ٖػ حًيؼظزٓ قكِ٣ فٞٓ ٢َٓ٤ك ١ٞظٔٓ ٕبك (ئكخٌظُح شُخلُح a ) ٌَُ٘ح قٟٞ٣ خًٔ ( I -6 ) .[21] (مكشنا I -6 :) عٞٗ ٖٓ ْؼطٓ فخلٗ َهخٗ ي٤ًٔلأ ٢َٓ٤ك ١ٞظٔٓ قٟٞ٣ ٢طوٓ n ٝ p .[25] ( ٌَُ٘ح I -7 ) شهخطُح شرخٜؼُ شوكحُٞٔح ش٤٘زُح قٟٞ٣ ُ لأ ي٤ٓخً ١ىخَُٓح ءِـُخك شٔؼطٓ ٝ ش٤وٗ شكخلٗ شِهخٗ غ٤ك شُٞـُ٘ٔح شُخلُح َؼٔ٣ _g ٝ سىخُِٔ ٢ٓخٓلأح ٢هخطُح َٛخلُح َؼٔ٣ Eg ٢هخطُح َٛخلُح َؼٔ٣ ٝ ْ٤ؼطظُح يؼر شهلاؼُخر ٢هخطُح َٛخلُح ٢ك شكحُلإح ٍحيوٓ ٠طؼ٣ (23-I) َؼك ٖػ شـطخٗ شزؿٞٓ ٚظٔ٤ه ٌٕٞط ٝ Burstein- Moss دخٔك ٌٖٔ٣ ٝ _g :ش٤ُخظُح شهلاؼُخر BC EF BV BC EF BV a b

(30)

17 ( I -23 ) _g _g _g g َ٤ؿ سىخُٔح نكحٞ٣( ٢ِٛلأح ٢هخطُح َٛخلُح : .)شٔؼطُٔح _g َؼك ٖػ ؾطخٗ ) ذؿٞٓ ٍحيوٓ( ٢هخطُح َٛخلُح ٢ك شكحُلإحٍحيوٓ : [10] Burstein-Moss . ٝ شٔ٤ه ٠طؼط _g ش٣َظُ٘ خوكٝ Burstein-Moss ٢ُخظُخً [10] : ( I -24 ) :غ٤ك n_e : ش٘لُ٘ح صلآخك ِ٤ًَط ( cm-3 ) . (مكشنا I -7 :) ش٤وُ٘ح شُخلُح ٢ك شهخطُح شرخٜػ ش٤٘زُ ٢ط٤طوط َ٤ؼٔط a) ( شٔؼطُٔح شُخلُح ٝ ) b ) . [22]

-7

تفافشنا تهقاُنا ذيساكلأا ثاقيبطح

َٔؼظٔط TCO خٜطخو٤زطط ٖ٤ر ٖٓ ٝ صلاخـٓ سيػ ٢ك ٝ غٓحٝ مخطٗ ٠ِػ [3] :  .شلطُٔٔح صخٗخُ٘ح  ،٢ٗخزُٔح( سٍحَلُِ شًٔخؼُح ٌكحُٞ٘ح ٕحَكلأح .)...  .ش٤ثخ٤ٔ٤ًٌَُٜٝح ٌكحُٞ٘ح ٝ خ٣حَُٔح  .ش٤ُٔٔ٘ح خ٣لاوُح  .ءٞ٠ُِ شؼػخزُح صخٓخُٜٔح  .ُِْٔخر ٌْلظُح سِٜؿأ (مكشنا -I 8 ) : ( صخو٤زطط TCO ) .[3]

(31)

18

-8

شيذظقنا ذيسكأ

(SnO

2

)

َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ عٞٗ ٖٓ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح عحٞٗأ يكأ ٖػ سٍخزػ n شؼ٤زطُح ٢ك ي٤ًٔلأح حٌٛ يؿحٞظ٣ ، ٝخٔكلأح ٢ك ٚظرحًا ذؼٜ٣ ٝ ءخُٔح ٢ك ٕخرٌُِٝ ٚظ٤ِرخه ّيؼر قٜظ٣ ٚٗأ خًٔ ،٢ٗيؼٓ َ٣يٜه َـك ٌَٗ ٠ِػ ١ِٞوُح َ٤ًٍٔي٤ُٜح غٓ شُٜٞٔر ٌَ٘ظ٣ ٌُٚ٘ ،صخ٣ِٞوُح ٝأ [27] صخؿٍى شٓٝخوٓ ٝ ش٤ٌ٤ٗخٌ٤ٓ شرلاٜر غظٔظ٣ خًٔ ، ي٤ًٔأ َزظؼ٣ ٝ ،ش٤ُخؼُح سٍحَلُح خٓي٘ػ َهخٗ ٚزٗ قزٜ٣ ٌُٚ٘ ٝ ،ٍُخػ ش٤ٔـلُح ٚظُخك ٢ك ٞٛ ٝ َ٣يٜوُح ي٘ػ ئكخٌظُح ٖػ فحَلٗلاح شـ٤ظٗ َهخٗ ٚزٗ ٠ُا ٍُخؼُح ٖٓ َ٤٤ـظُح حٌٛ عيل٣ ،ن٤هٍ ءخ٘ؿ ٌَٗ ٠ِػ ذَٓظ٣ ي٤ًٔلأح َ٤٠لط [28] . (لٔذجنا I -5 :) َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ش٤ٓخٓلأح ٚثخٜوُح . شيذظقنا ذيسكأ ضئاظخ (SnO2) ٢ٗيؼُٔح ْٓلاح َ٣يٜوُح َـك شـ٤ُٜح ش٤ثخ٤ٔ٤ٌُح SnO2 ش٣ٍِٞزُح ش٤٘زُح خ٣حُِٝح ٢ػخرٍ ش٤ثخ٠لُح سَُِٓح P42/mnm ش٣ٍِٞزُح شٌزُ٘ح ضرحٞػ a=b= 4.738 Å / c= 3.187 Å ش٤ُُٞٔح شِظٌُح 150.69 g/mol َٜظُٔح ١ٍِٞر ذِٛ ُِٕٞح ١ىخٍٓ ٝأ ٞ٤رأ شطوٗ ٍخٜٜٗلاح 1500-1630 C° شطوٗ ٕخ٤ِـُح 1800-1900 C° ٢هخطُح َٛخلُح Eg = 3.6 eV شكخؼٌُح 6.90 g/cm3

-8

-0

شيذظقنا ذيسكلأ تيسٕهبنا تيُبنا

(SnO

2

)

ٞٛ ٝ َ٣يٜوُح َـك خٛي٘ػ ٠ٔٔ٣ َوظٔٓ يكحٝ ٍٞ١ َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ئِ٣ ١ىخؼُح ١ٞـُح ٢ـ٠ُح ٢ك ش٤ِٜلٓ ش٤٘ر ئِ٣ (Rutile) ش٤ثخ٠لُح سَُِٓح صحً خ٣حُِٝح ش٤ػخرٍ P42/mnm سيكحُٞح ش٤ِوُح ١ٞظلط ٝ ، )ٖ٤ـًٔأ صحًٍ غرٍأ ٝ َ٣يٜه ٢طًٍ( صحًٍ شظٓ ٠ِػ . َ٣يٜه ٕٞ٣أ ًَ (Sn+4) ْٔـُٔح ًَِٓ ٢ك ٌٕٞ٣ ٖ٤ـًٔأ صخٗٞ٣أ شظٓ ٌِٚ٘ط ١ٌُح ٝ ْظظُ٘ٔح ٢ٗخٔؼُح O-2 ٌَر ٢٤لط ٖ٤ك ٢ك ، O-2 شػلاػ Sn+4 ّٝإٍ ٠ِػ غوط ٓ غِؼٓ .ٖ٤هخُٔح ١ٝخٔظ ٕٞ٤طخٌُِ ٢ٗٞ٣لأح َطوُح قٜٗ ْ٤ه ٠طؼط ٝ Sn+4 ٕٞ٤ٗلاح ٝ O-2 ٢ُحٞظُح ٠ِػ nm 0.071 ٝ nm 0.14 [ 7 ] . :َؼٓ ش٤٘زُح ٌٙٛ ْلٗ يِظٔط ٢ظُح ش٤ٗيؼُٔح ي٤ٓخًلأح ٖٓ َٟهأ شػٞٔـٓ يؿٞط TiO2 ، PbO2 ، TaO2 ، TeO2 ٝ RuO2 ( ٌَُ٘ح َٜظ٣ . 9-I َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ش٤ٓخٓلأح ش٤ِوُح ) (SnO2) ، َ٣يٜوُح صحًٍ ٌَ٘ط غ٤ك (Sn) دَهلأح ٍحٞـُح ٖ٤ـًٔلأح َؼٔ٣ ٝ ٢ٓحيٓ [ 29 ] .

(32)

19 (مكشنا I -9 :) َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ش٤ٓخٓلأح ش٤ِوُح [29] .

-8

شيذظقنا ذيسكلأ تيئابشٓكنا ضئاظخنا

(SnO

2

)

ي٤ًٔأ َ٣يٜوُح (SnO2) ٢ك ٌِٚٗ ٢كخُٜح ٞٛ سىخٓ قٜٗ شِهخٗ ش٣ىخكأ ُٚ ٝ ،سٍِٞزُح َٛخك ٢هخ١ فٝحَظ٣ ٖ٤ر خٓ (3.6-4.2) eV ٢لك . شؿٍى سٍحَك شكَـُح ٝ ٢ك ٚظُخك ش٤طحٌُح سٍخزػ ٠ِػ سىخٓ ،شُُخػ ُٚ ش٤٘ر شجكخٌظٓ ٌٖٔ٣ ٍٜٞلُح ٠ِػ َهخٗ ي٤ؿ خٓي٘ػ ْظ٣ ذ٤َٓط SnO2 ٌَ٘ر شوز١ شو٤هٍ ي٘ػ سٍحَلُح شؿٍى 480 C° ٢ُخظُخر ٝ قزٜط ٚ٣يُ ش٤٘ر لا ش٣َظٓٞ٤ٌ٤ظٓ ) َ٤ؿ خ٠٣أ ٝ ،)شجكخٌظٓ ٌٖٔ٣ ٚٔ٤ؼطط ٢ٌُ َٜلٗ ٠ِػ ٚثخٜه ش٤ثخرًَٜ سي٤ؿ ( SnO2 ًٝ ش٤٘ر َ٤ؿ شجكخٌظٓ ) ٖٓ ٝ ْٛأ صحًٍ ْ٤ؼطظُح ًٌَٗ خٜ٘ٓ ،ٕحٞٔظٗلأح ،ٍِٞلُح ،ّٞ٤ؼ٤ُِح ،ّٞ٣يٗلأح ،يُِٗح ..ي٣يلُح ،ّخلُ٘ح . نُح [ 7 ] . َٔؼ٣ ْ٤ؼطظُح ٠ِػ سىخ٣ُِح ٢ك ىيػ صلآخك ش٘لُ٘ح ) صخَٗٝظٌُلإح ( ٢ُخظُخر ٝ سىخ٣ُ ٢ك ش٤ِهخُ٘ح ش٤ثخرٌَُٜح

-8

-0

يقاطنا مطافنا

ذيسكلأ

شيذظقنا

ٖ٤ر فٝحَظ٣ َٗخزٓ ٢هخ١ َٛخك َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ش٤٘ؿلأ ٕا eV 3.6 ٝ eV 4.2 ٖػ ؾطخٗ فلاظهلاح حٌٛ ش٤ؼٟٞر ٢زطَ٣ ٝ ذ٤َٓظُح ٢ك شٓيوظُٔٔح شو٣َطُح َوُ٘ح شرخٜؼُ خ٤ٗيُح ْ٤وُح ٝ ئكخٌظُح شرخٜؼُ ٟٜٞوُح ْ٤وُح عخؼُ٘ح ٍٞلٓ ْلٗ ٠ِػ ٌٕٞط ٢ظُح ( ⃗ ) ٕحِٞ٣َر شوط٘ٓ ٢ك شؿُٞٔح عخؼٗ َؼٔ٣ ١ٌُح [ 29 ] ٝ ، ٌَُ٘ح (10-I) قٟٞ٣ َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ٢هخطُح َٛخلُح . مكشنا (10-I) : َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ ٢هخطُح َٛخلُح .[29] (SnO2) a c b

(33)

20 ،)شػُٞ٘ٔٔح شرخٜؼُخر خ٠٣أ فَؼ٣( َٗخزٓ َ٤ـُح ٝأ َٗخزُٔح ٢هخطُح َٛخلُح ّٜٞلٓ ٕا ٢ِ٣ خًٔ ٠طؼ٣ ٚـظُٔح ْلٗ ٕخوكحٞط ئكخٌظُح ٝ َوُ٘ح شرخٜػ ٖٓ ًَ ضٗخً حًا خٓ ٍخك ٢ك ( ⃗ ) ٌٕٞ٣ صخَٗٝظٌُلإح ٍخوظٗح ٕبك ١ٞهخطُح َٛخلُخر خٛي٘ػ فَؼ٣ ٝ ١ىٞٔػ قِظوط غ٤لر فحِ٘ط َوُ٘ح شرخٜؼُ خ٤ٗيُح ْ٤وُح ضٗخً حًا خٓأ ،َٗخزُٔح يِظٔ٣ َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ٕأ ٍٞوُح ٌٖٔ٣ حًا .َٗخزٓ َ٤ؿ ٍخوظٗلاح خٛي٘ػ ٌٕٞ٣ ئكخٌظُح شرخٜؼُ ٟٜٞوُح ْ٤وُح ٖػ َٗخزٓ ٢هخ١ َٛخك [ 7 ] . مكشنا (11-I) : َهحُٞ٘ح ٙخزٗأ ٢ك سَٗخزُٔح َ٤ؿ ٝ سَٗخزُٔح صلاخوظٗلاح قٟٞ٣ ٢ط٤طوط ٍْٓ [ 6 ] .

-8

-3

ضئاظخنا

شيذظقنا ذيسكلأ تيئٕضنا

SnO

2

)

ئظؼط ٚثخٜوُح ش٤ثٞ٠ُح ي٤ًٔلأ ٠ِػ َ٣يٜوُح َػخلط صخٗٞطٞك ؽحٞٓلأح ش٤ٔ٤١خ٘ـٌَُٜٓٝح غٓ صخَٗٝظٌُا قٜٗ ،َهخُ٘ح ي٘ؼك خِٜػخلط غٓ ٌٙٛ ىحُٞٔح ْظ٤ٓ خٜٛخٜظٓح خٓخٔط حٌٛ ٝ حًا ضٗخً شهخ١ صخٗٞطٞلُح ( hc ⁄ ) سٍىخه ٠ِػ َوٗ صخَٗٝظٌُلإح ٖٓ شرخٜػ ئكخٌظُح ٠ُا شرخٜػ َوُ٘ح حٌٛ ٝ ٢٘ؼ٣ ٕأ ٌٕٞط ٠ِػ َهلأح َٝؼُ ش٣ٝخٔٓ شرخٜؼُح شػُٞ٘ٔٔح . ٢ُخظُخر ٝ حًا خٗىٍأ ٍٜٞلُح ٠ِػ سىخٓ شكخلٗ ٢ك ٍخـُٔح ٢ثَُٔح ، ٖٔك ١ٍَٝ٠ُح ٕأ ٌٕٞط شهخطُح سٞـك شؼٓحٝ خ٤زٔٗ ١أ ٠ِػ َهلأح ٌٕٞط َزًأ ٖٓ صخهخطُح شطزطَُٔح صحىىَظر ق٤طُح ٢ثَُٔح (400-800 nm) ش٤كخلٗ سي٤ؿ ٢ك ًَ ٍخـُٔح ٢ثَُٔح حٌٛ ٝ ءحيظرح ٖٓ شٔ٤ه سٞـك شهخطُح 3.1eV ٢ُخظُخر ٝ ي٤ًٔأ َ٣يٜوُح ٠ِػ ٌَٗ صخوز١ شو٤هٍ ئِ٣ ش٤كخلٗ ش٤ُخػ ٢ك ًَ ٍخـُٔح ٢ثَُٔح ( Eg = 2.4 - 3.6 eV ) [ 7 ] .

-8

-4

شيذظقنا ذيسكأ ثاقيبطح

SnO

2

)

قِظوٓ ٢ك خ٤ؿٌُٞٞ٘ط خُٜلاـظٓح ش٤ٗخٌٓا ٞٛ شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح َ٣ٞطط ٝ شٓحٍيُ ٢ٓخٓلأح فيُٜح ٕا ـُ شزُٔ٘خر خٜ٠ؼر َٔػ أيزٓ ٠ِػ ؽَؼ٘ٓ ٢ِ٣ خٔ٤ك ٝ ،شكخظُٔح صخو٤زطظُح SnO2 .



ايلاخنا تيسًشنا : ٠ُا ش٤ُٔٔ٘ح شهخطُح َ٣ٞلط ٠ِػ سٍيوُح ئِط شِٛٞٓ ٚزٗ ىحٞٓ ٖٓ ٌٕٞظط شٔظٗأ ٢ٛ ّحيوظٓح ْظ٣ غ٤لر ،ىحُٞٔح ٌٙٛ ٠ِػ ءٞ٠ُح َ٤ػؤط ٠ُا يًُ ىٞؼ٣ ٝ ش٤ثخرًَٜ شهخ١ SnO2 دخطهلأح ٢ك ش٤ُٔٔ٘ح خ٣لاوُِ شكخلُ٘ح ش٤ثخرٌَُٜح (PV) ٗلإح َ٣ٞلط َؿلأ ، قٜٗ ّيوظٔط ءخرًَٜ ٠ُا ٢ُٔٔ٘ح عخؼ ٖٓ َهخٗ SnO2 َهحى سئًلأح ش٤ِٔػ ٢ك ٢زًٜٔ PV ٢ُٔٔ٘ح ق٤طُح ٖٓ ٍيه َزًأ دخؼ٤ظٓح يٜه ىٍحُٞح [30]

،

ٌَُ٘ح ٢ك قٟٞٓ ٞٛ خًٔ (12-I) .

(34)

21 (مكشنا -I 08 :) ش٤ُٔٔ٘ح ش٤ِوُ ٢ٓخٓلأح ٌَ٤ُٜح [ 31 ] .  :صاغنا فشإك سٍخٗا ٠وِظط سِٜؿأ ٠ِػ سٍخزػ ٢ٛ سٍخٗا ٠ُا خُٜٞلط ٝ ش٤ثخ٣ِ٤ك ٝأ ش٤ؿُٞٞ٤ر ،ش٤ثخ٤ٔ٤ً .سٍحى ٖٟٔ ش٤ثخرًَٜ ٖٓ ٌَُ٘ٔح قطُٔخك SnO2 (َ٤هلأح حٌٛ ،ٖ٤ـًٔلأح ٚظٔ٣ ءحُِٜٞ َٝؼُٔح O-2 ٝأ O2 ) قطٓ ضلط صخَٗٝظٌُلإُ دٞ٠ٗ شوطً٘ٔ قطُٔح ٠ِػ قؼٌ٣ SnO2 ي٤ًٔأ ٖٓ َؼـ٣ خٔٓ سَٗخزٓ ٚثخٜه َ٠لر .ش٤ُخػ شٓٝخوٓ ًٝ َ٣يٜوُح SnO2 َهخٗ قًٜ٘ ٜٞك ُخـُح قٌُٗٞ خٓخٓأ ٚ٘ٓ ضِؼؿ ٍخؼظٗلاُ شِرخوُح صحُخـُِ ّخٔك (CH4, H2) شٓخُٔح ٝأ ، (H2S, CO) [32] ٌَُ٘ح ٝ ، (13-I) قٟٞ٣ .ٕٞرٌَُح ي٤ًٔأ ٢ٗخػ ُخؿ ْٔلط ُخٜؿ (مكشنا -I 03 :) ٠ِػ ئظؼ٣ ٕٞرٌَُح ي٤ًٔأ ٢ثخ٘ػ ُخؿ ْٔلط ُخٜؿ قٟٞ٣ ٢ط٤طوط ٍْٓ َ٣يٜوُح ي٤ًٔلأ شو٤هَُح ش٤٘ؿلأح [7] .  :اًيساشد لٔضؼًنا جاجضنا ٖٓ شوزطر ؽخؿُِح ٠ِط٣ SnO2 ٖٓ ٢هحًٞ ّيوظٔط يًٌُ ،َؼًأ شرلاٛ ٌهلأ ( ٢ثَُٔح ٍخـُٔح ٢ك ش٤ُخؼُح ٚظ٤كخلُ٘ شـ٤ظً٘ يًُ ٝ ،ش٤ثَٓ َ٤ـُح شؼٗلأح % ~ 90 ّخٌؼٗلاح ٙحٞه ٝ ) ١ٍحَك ِؿخلً ٚٓحيوظٓح ق٤ظط َ٤هلأح حٌٛ عخؼٗلإُ ٢ٔ٤١خ٘ـٌَُٜٓٝح ق٤طُح ٖٓ َٔكلأح ضلط ٍخـٓ ٢ك ٢ؿٍخوُح ٢ُٓٞح غٓ ٍىخزظُح ٖٓ يل٣ [33] .

-9

( وٕيًُنلأن تيئايًيكنا ٔ تيئايضيفنا ضئاظخنا

Al

)

ذلُٔ َرخه ١أ ٢ِ٤طٓ ٕيؼٓ ٞٛ ٝ ،شؼ٤زطُح ٢ك شُٜٔٔح ش٤ُخوظٗلاح ٝ ش٤ثخ٤ٔ٤ٌُح َٛخ٘ؼُح يكأ ّٞ٤ُ٘ٔلأح يؼ٣ ٖٓ َؼًؤر خطزطَٓ يؿحٞظ٣ ٚٗلأ ،َك ٕيؼًٔ خ٤ثخٔ٤ً ٍخؼك ٕىخؼُٔح َؼًأ ٖٓ ّٞ٤ُ٘ٔلأح َزظؼ٣ ٝ 270 ٕيؼٓ ( ّٞ٤ُ٘ٔلأح ي٤ًٔأ ٞٛ ّخوُح ٢ٔ٤ثَُح ٍئُٜح .قِظوٓ Al2O3 ٓ خزُخؿ ،) ٌَٗ ٠ِػ يؿحٞظ٣ خ (Al+3) ٍِٞزظ٣ ٙٞؿُٞح سًَِٔٓ شزؼٌٓ ش٤٘ر ٢ك يًٌُ [34] .

(35)

22 لٔذجنا 6-I) :) ٚثخٜوُح ش٤ثخ٣ِ٤لُح ٝ ش٤ثخ٤ٔ٤ٌُح ّٞ٤ُ٘ٔلأُ ( Al .) ( وٕيًُنلأا ضئاظخ Al ) ٢ثخ٤ٔ٤ٌُح َُِٓح Al ١ٌٍُح ْهَُح 13 ش٣ٌٍُح ش٤ُُٞٔح شِظٌُح 26.98 g/mol ٍخٜٜٗلاح سٍحَك شؿٍى 660 C° ٕخ٤ِـُح شؿٍى 2519 C° شكخؼٌُح 2.7 ش٤ثخرٌَُٜح شٓٝخؤُح 2.7×10-2 Ω .m ش٣ٍحَلُح ش٤ُِٛٞٔح 220 W m-1 K-1 ش٤ِظٌُح ش٣ٍحَلُح سٍيوُح 9.102 J Kg-1 K-1 غٓٞظُح َٓخؼٓ 24×10-6 K-1 شَُٗٝٔح سيكٝ 69000 MPa ش٣ٍِٞزُح شٌزُ٘ح ٙٞؿُٞح ًَِٔٓ ذؼٌٓ ٢ٗٞ٣لأح َطوُح قٜٗ 0.51 Å

-01

تطلاخنا

( شكخلُ٘ح شِهخُ٘ح ي٤ٓخًلأح ٍٞك ْ٤ٛخلُٔح ٖٓ شػٞٔـُٔ َٜلُح حٌٛ ٢ك مَطظُح ْط TCO ٝ خٜٜثخٜه ٝ ) ( َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ٠ِػ فَؼظُح يًُ ٠ُا شكخٟلإخر ،ٚظ٤ٔٛأ SnO2 ) ٕيؼٓ شوكٍ شٓحٍيُح ٚطخٛ ٍٞلٓ يؼ٣ ١ٌُح ّٞ٤ُ٘ٔلأح ( Al ) َ٣يٜوُح ي٤ًٔأ ٖٓ شكخظُٔح صخو٤زطظُح ٝ ْٜٛحٞه ًًَ غٓ .