تحديد خصائص أفلام أكسيد القصدير SnO2)) المطعمة بالكوبالت (Co)

ةيروهمجلا

ةيرئازجلا

ةيطارقميدلا

ةيبعشلا

ةرازو

ميلعتلا

يلاعلا

ثحبلاو

يملعلا

ـ يداولا ـ رضخل همح ديهشلا ةعماج

ةقيقدلا مولعلا ةيلك

ءايزيفلا مسق

بيترتلا مقر : مقر لسلستلا :

ةداهش لينل جرخت ةركذم

يميداكأ رتسام

ةداملا مولع :لاجم

:صصخت

ةيقيبطت ءايزيف

عاعشإو ةقاط

يوافلخ ةليضف :دادعإ نم

عوضوملا

:

:موي تشقون 90 / 90 / 8902 م نم ةنوكملا ةشقانملا ةنجللا مامأ : ةيروص لاورز ـ أ ـ رضاحم ذاتسأ يداولا ةعماج اسيئر يلاقوغ كوربم ـ أ ـ دعاسم ذاتسأ ةعماج يداولا اشقانم لاحر روشاع ـ أ ـ دعاسم ذاتسأ ةعماج يداولا ارطؤم :يعماجلا مسوملا 8902 / 8902 .

ديدحت

صئاصخ

ملافأ

( ريدصقلا ديسكأ

SnO

2

)

معطملا

ة

تلابوكلاب

(

Co

)

....يمأ يحور لىإ

ُاـــــفشـــعً شـــنــــش

ذَلحا لله ايرثم اذحم الد لي وقفٌت لاٌيف ،َصتح لاً ّذعت لا تيىا وَعّ َيع ًاتملإ ِّاذى .وَعىا ازى ٌظعأً ٌعاد يرخ ُام ِلد وٍذقأ يربنىا ِّانتٍا دًضٍ ِحشىاب راتسلأا تْبايجلاا هاحس سٌشاع ،تساسذىا هزى َيع فششلدا ِيع وخبّ ٌيف تاداشسئب و وحئاصًّ ح ٌْظع عٍ وَع صانجا ةترف تيْط وَي . ُأ في بغسأ اَم راتسلأا ٍِ لام شنشأ ة هاًسص تّسٌص ،اسْئس راتسلأاً لياقٌغ كًبرٍ اشقانٍ تعٍاج ٍِ ـ ُداٌىا ـ شضلخ وحم ذْيشىا ى .ار عضاٌتلدا ِيَع تشقانٍ اَلذٌبق ِّراتسلأا لىزم شنش في بغسأ ِسماق ٌْىاشبإ ً هٌحم ُانح ثاقْطتً تقْقشىا ثاقبطيى ءاّضْفىا برمخ ٍِ "LPCM" تعٍالج عباتىا .ةشنسب راتسلأى شنشىا ٌّذقت لاإ نيعسّ لا اَم ِّ ٌح ِب ُاَثع ة برمخ ليًؤسٍ عْجم ً "VTRS" ً تبْيط ِيع ًؤسٍ برمخ ه ٌٍتسٍ َيع ءاَْْنىا ـ ُداٌىا ـ شضلخ وحم ذْيشىا تعٍاج . هٌصٌلدا شنش ايرخأ ُذىاٌى ِتٌخأً تنّبرص ً ذَمح ٌيَعد َيع " ِتذجً ،ٌئاذىا اداد ًذق ٍِ ومً شغصىا زنٍ نيتقفاس تيىا اتهاٌعد َيع " .ذْعبًأ بّشق ٍِ ةذعاسلدا ذّ لي ًُافيخ تيْضف

سرهف

سرهف

:

ناىنع

ةحفص

لاكضلأا حمئاق I لواذجنا حمئاق III صىمشنا حمئاق IV حماع حمذقم 2 نا حمئاق عجاشم 4

لصفلا

I

ةفافشلا ةلقانلا ديساكلأا لىح تايمىمع :

ذيهمذ 6 I . 1 حفافطنا حهقاننا ذيساكلأا . 6 I . 2 حفافطنا حهقاننا ذيساكلأن حيئايميكىيضيفنا عئاػخنا . 7 I . 2 . 1 حيئاتشهكنا عئاػخنا . 7 I . 2 . 1 . 1 . ــن حعىنممنا حيقاطنا جىجفنا ؼشع TCO 7 I . 2 . 1 . 2 حيئاتشهكنا حيهقاننا . 8 I . 2 . 1 . 3 . حيئاتشهكنا حيمواقمنا 8 I . 2 . 1 . 4 . حيحطسنا حمواقمنا 8 I . 2 . 1 . 5 . حيئاتشهكنا حيكشحنا 9 I . 2 . 2 . حيئىضنا عئاػخنا 11 I . 2 . 2 . 1 حيئىضنا حيرافننا . 11 I . 2 . 2 . 2 حيئىضنا حيساكعنلاا . 11 I . 2 . 2 . 3 حيئىضنا حيغاػرملاا . 11 I . 2 . 2 . 4 . ظاػرملاا مماعم 11 I . 2 . 2 . 5 . دامخلإا مماعم 11 I . 2 . 2 . 6 . جدىجنا مماعم 12 I . 3 . حمعطمناو حيذازنا حفافطنا حهقاننا ذيساكلأا 14

I . 4 . ذيسكأ (شيذػقنا SnO2 ) 16 I . 4 . 1 ( ــن حيئايميكىيضيفنا عئاػخنا . SnO2 ) 16 I . 4 . 1 . 1 حماعنا حيئايضيفنا عئاػخنا . 16 I . 4 . 1 . 2 )حينوشركنلإا حمضحنا حينت( حينوشركنلإا عئاػخنا . 16 I . 4 . 1 . 3 حيىينثنا عئاػخنا . 17 I . 4 . 1 . 4 حيئىضنا عئاػخنا . 17 I . 4 . 1 . 5 عئاػخنا . حيئاتشهكنا 18 I . 4 . 2 . شيذػقنا ذيسكأ خاقيثطذ (SnO2) 19 I . 5 ( دناتىكنا . Co ) 19 حغلاخ 21 عجاشمنا حمئاق 21

لصفلا

II

ةقيقرلا تاقبطلا بيسرت تاينقت :

ذيهمذ 26 .II 1 حقيقشنا خاقثطنا حيهام . 26 .II 2 حقيقشنا خاقثطنا ةيسشذ خاينآ . 27 II . 2 . 1 . سذػمنا 27 II . 2 . 2 . مقننا 27 II . 2 . 3 . ةيسشرنا 27 II . 2 . 3 . 1 يىنرنا . 28 II . 2 . 3 . 2 واحرنلاا . 28

II

.

.2

3

.

3

.

ىمننا 29 II . 2 . 4 . ميهحرنا 31 II . 3 حقيقشنا خاقثطنا ةيسشذ خاينقذ . 31 II . 3 . 1 حيئايضيفنا قشطنا . 31 II . 3 . 1 . 1 جشختلأن يئايضيف ةيسشذ . 31

سرهف II . 3 . 1 . 1 . 1 غاشفنا يف شيخثرنا . 31 II . 3 . 1 . 1 . 2 سضيهنات علارقلاا . 31 II . 3 . 1 . 1 . 3 يطثهمنا ششنا . 31 II . 3 حيئايميكنا قشطنا . 32 II . 3 . 1 جشختلأن يئايميك ةيسشذ . 32 II . 3 . 2 مئاس حينقذ . ـ ولاه 33 II . 3 . 3 يساشحنا للاحنلاات ّششنا حينقذ . 33 حغلاخ 34 حمئاق عجاشمنا 35

لصفلا

III

ةقيقرلا تاقبطلا ةنياعم قرط :

ذيهمذ 39 III . 1 . حيىينثنا عئاػخنا ذيذحذ 39 III . 1 . 1 حينيسنا حعضلأا . 39 III . 1 . 2 حينيسنا حعضلأا دىيح . 39 III . 1 . 3 دىيحنا صاهج ممع أذثم . 39 III . 1 . 3 . 1 حثيثحنا ذق . 41 III . 1 . 3 . 2 بىيعنا حفاثك . 41 III . 1 . 3 . 3 داهجلإا . 41 III . 1 . 3 . 4 حكثطنا مماعم . 41 III . 2 حيئىضنا عئاػخنا ذيذحذ . 42 III . 2 . 1 . ءاشمحنا دحذ حيفايطمنا 42 III . 2 . 1 . 1 حيفايطم أذثم . IR 42 III . 2 . 2 . حيئشمنا ـ حيجسفنثنا قىف حيفايطمنا 42 III . 2 . 2 . 1 ظاػرملاا مماعم . 43 III . 2 . 2 . 2 حيقاطنا جىجفنا ؼشع . 43

III . 2 . 2 . 3 خاتسوأ حقاط . 44 III . 2 . 2 . 4 . حيماسمنا 44 III . 2 . 2 . 5 . حقيقشنا حقثطهن يئىضنا ساسكنلاا حنيشقو كمس 44 III . 2 . 2 . 5 . 1 مخاذرنا صماه حقيشط . 44 III . 2 . 2 . 5 . 2 حقيشط . Ellipsometry 46 III . 3 . حيئاتشهكنا عئاػخنا ذيذحذ 47 III . 3 . 1 حعتسلأا شتاسمنا حقيشط . 47 III . 3 . 2 لىه لىعفم . 47 حغلاخ 48 عجاشمنا حمئاق 49

لصفلا

IV

اهفصوو ةقيقرلا تاقبطلا ريضحت :

ذيهمذ 53 IV . 1 حمعطمناو حيقننا شيذػقنا ذيسكلأ حقيقشنا خاقثطنا شيضحذ . 53 IV . 1 . 1 ـن حقيقشنا ولافلأن حيثيشجرنا طوشطنا . SnO2 53 IV . 1 . 2 ششنا ميناحم شيضحذ . 53 IV . 1 . 3 ضئاكشنا شيضحذ . 54 IV . 2 ـن حقيقشنا خاقثطنا عئاػخ . CTO 54 IV . 2 . 1 حيىينثنا عئاػخنا . 54 IV . 2 . 1 . 1 ( حينيسنا حعضلأا جاشعنا فايطأ . XRD ) 54 IV . 2 . 2 حيئىضنا عئاػخنا . 59 IV . 2 . 2 . 1 حعضلأن يفيطنا ميهحرنا . UV-Vis 59 IV . 2 . 3 . حيئاتشهكنا عئاػخنا 63 IV . 2 . 3 . 1 . لىعفم Hall 63 IV . 2 . 4 عئاػخنا . حيجىنىفسىمنا 64 IV . 2 . 4 . 1 . حسامنا ينوشركنلاا شهجمنا ( SEM ) 64

سرهف حغلاخ 66 عجاشمنا حمئاق 67 حماع حمذاخ 69

I

:لاكشلأا ةمئاق

مكش

ناىنع

ةحفص

مصفنا

I

ةفافشنا ةهقاننا ديساكلأا لىح تايمىمع :

( مكشنا I -1 :) .تعىنًًنا تباصعنا ضشع ًف قشفنا ساهظلإ ًحٍضىح ظطخي 6 مكشنا ( -I 2 ) : ( شٌذصقنا ذٍسكلأ ظاصخيلاا و ،طاكعنلاا ،رافننا فٍط SnO2:F .) 21 مكشنا ( 3-I ) : ـن تٍقاطنا ثاٌىخسًنا TCO .تًعطًناو تٍحازنا 25 مكشنا (4-I) : ةذحو تٍهخن ًطٍطخح ىسس SnO2 . 27 مكشنا :(5-I) تٍئىضنا تٌرافننا فٍط (SnO2:F) . 28 ا مكشن :(6-I) تقاط ثاباصعن ًحٍضىح ىسس (SnO2) . 28

مصفنا

II

ةقيقرنا تاقبطنا بيسرت تاينقت :

( مكشنا II -1 :) تقٍقس تقبط نٌىكح محاشًن ًحٍضىح ظطخي . 17 ( مكشنا II -2 :) .تقٍقس تقبط مٍكطخن يىنخنا تهحشًن ًحٍضىح ىسس 18 ( مكشنا II _ 3 :) تقٍقشنا تقبطنا نٌىكخن واحخنلاا تهحشًن ًحٍضىح ىسس . 18 ( مكشنا II _ 4 ) : تقٍقشنا تقبطنا ىًن تهحشًن ًحٍضىح ىسس . 19 ( مكشنا II -5 :) .تقٍقشنا ثاقبطنا ىًن طاًنأ فهخخًن ًحٍضىح ىسس 19 ( مكشنا II _ 6 :) .لىخ لىعفًب غاشفنا ًف شٍخبخنا تٍنقخن ًحٍضىح ىسس 32 ( مكشنا II _ 7 :) .سضٍهناب علاخقلاا تٍنقخن ًحٍضىح ىسس 32 ( مكشنا II _ 8 ) .ًطبهًنا ششنا تقٌشطن ًحٍضىح ىسس : 31 ( مكشنا II _ 9 :) .مئاس ـ ولاه تٍنقخن ًحٍضىح ىسس 33 ( مكشنا II _ 11 :) .يساشحنا للاحنلاا تٍنقخن ًحٍضىح ىسس 34

مصفنا

III

ةقيقرنا تاقبطنا ةنياعم قرط :

( مكشنا III -1 ) : فاٍطي مًع أذبًن ًحٍضىح ىسس XRD . 44 ( مكشنا III -2 :) تعضلأا جاشعنلا ًحٍضىح ىسس X تٌسىهبنا ثاٌىخسًنا ىهع . 44 مكشنا ( III ـ 3 :) فاٍطي جراًن ذحلأ ًحٍضىح ىسس IR .تثٌذحنا 41

لاكشلأا ةمئاق II ( مكشنا III ـ 4 ) : فاٍطًن ًحٍضىح ىسس UV-Vis . 43 ( مكشنا III ـ 5 :) .تٍئاٌضٍفنا شٌداقًنا ىهلأ ًحٍضىح ىسس 45 مكشنا ( -III 6 ) : ةداًن ًئىضنا رافننا فٍطن مخاذخنا صياه TCO . 45 ( مكشنا -III 7 :) صاهدن ةسىص Ellipsometry . 46 ( مكشنا III ـ 8 :) .تعبسلأا شباسًنا تٍنقخن ًحٍضىح ىسس 47 ( مكشنا III ـ 9 :) عىننا ني مقان هبطن لىه لىعفًن ًحٍضىح ىسس p . 48

مصفنا

IV

اهفصوو ةقيقرنا تاقبطنا ريضحت :

مكشنا IV) ـ 1 :) تعضلأا جاشعنا فاٍطأ X ولافلأ .CTO 55 ( مكشنا IV ـ 2 :) ( تكبطنا مياعي ثاشٍغح TC(hkl) ( تٍنصىنا بسننا تنلاذب ) wt% ولافلأ ) CTO . 55 ( مكشنا IV ـ 3 :) ( تكبطنا ًخباث شٍغح a, c ( تٍنصىنا بسننا تنلاذب ) wt% ولافلأ ) .CTO 57 (مكشنا IV ـ 4 :) تنلاذب داهخلإاو تبٍبحنا ذق شٍغح wt% ولافلأ .CTO 58 (مكشنا IV ـ 5 :) ىنحني Williamson-Hall ولافلأ .CTO 59 ( مكشنا IV ـ 6 :) ولافلأ تٍئىضنا تٌرافننا فاٍطأ .CTO 64 ( مكشنا IV ـ 7 :) ولافأ حئاشض كًس ىٍق شٍغح CTO تٍنصىنا بسننا شٍغخن افقو wt% . 64 ( مكشنا IV ـ 8 :) شٍغح ىنحني αhυ)2 تنلاذب ) hυ ولافلأ CTO تٍنصىنا بسننا بسح wt% . 62 ( مكشنا IV ـ 9 :) .تٍنصىنا بسننا تنلاذب تٍقاطنا ةىدف شٍغح 62 ( مكشنا IV ـ 11 :) شٍغح ىنحني n2 تنلاذب λ2 ولافلأ CTO اقفو ًئابشهكنا لضعنا جباث شٍغح عي ( تٍنصىنا بسننا شٍغخن wt% .) 61 ( مكشنا IV ـ 11 :) ةشحنا ثانوشخكنلاا تفاثكو ،تٍئابشهكنا تٍكشحنا ،تٍئاٌشهكنا تٍيواقًنا ثاشٍغح ـن تناذك wt% . 64 ( مكشنا IV ـ 12 :) سىص SEM ولافلأ CTO ضٍكاشخن 0.4% ، 0.6% ، 1% . 65 مكشنا ( IV ـ 13 :) حئاخن جخطح تقاطنا ( EDX .) 66

III

:لوادجلا ةمئاق

لودج

ناىنع

ةحفص

لصفلا

I

ةفافشلا ةلقانلا ديساكلأا لىح تايمىمع :

لودجلا ( 1-I ) : طعثن حيقاطنا خاىجفنا ميق ضرعي لوذج TCOs . 8 ( لودجلا -I 2 :) طعثن جدىجنا مماعم ميق نيثي لوذج TCOs . 21 لودجلا (3-I) : ــن حيئايسيفنا صئاصخنا مهأ SnO2 . 26 لا لودج (4-I) ـن حيئايسيفنا صئاصخنا مهأ : Co . 29

لصفلا

IV

اهفصوو ةقيقرلا تاقبطلا ريضحت :

لا لودج IV) ـ 1 :) .ميعطرنا ةسنن اقفو حيرورضنا دناتىكنا مرك ضرعي لوذج 54 ( لودجلا IV ـ 2 :) فايطأ نم اقلاطنا خاتاسحنا جئارن XRD ملافلأ CTO . 56 ( لودجلا IV ـ 3 :) ملافلأ يثسننا بايذرلااو حكثشنا دتاىث ضرعي لوذج CTO . 57 ( لودجلا IV ـ 4 :) راسكنلاا حنيرق ،حيئىضنا خانورركنلاا حفاثك ،حئارشنا كمس ،يقاطنا مصافنا ميق .حينزىنا ةسننا حنلاذت حيئىضنا حيرافنناو ،يئاترهكنا لسعنا دتاث ،امزلاثنا رذاىذ ،يئىضنا 61 ( لودددجلا IV ددـ 5 :) خاةةنورركنلاا حةةفاثك ،لىةةه مةةماعم ،حةةيئاترهكنا حةةيمواقمنا ،حيحطةةسنا حةةمواقمنا اهريكرحو حيئاترهكنا .حينزىنا ةسننا حنلاذت 66

زومرلا ةمئاق IV

:زومرلا ةمئاق



:ةينيتلالا فورحلا

E خقبطنا ا مقحنا ، ن .ًئبثشهك q .خُحشنا مياىحن خٍئبثشهكنا خُحشنا Rs خيوبقًنا خٍئبثشهكنا خٍحطسنا . d خقٍقشنا خقجطنا كًس ، .خٌسىهجنا دبٌىزسًنا ٍٍث خفبسًنا nc جشحنا ضٍكشزنا خُحشنا مياىحن . n خُحشنا مياىح ضٍكشر مياىح خفبثك ، خُحشنا ، ًئىؼنا سبسكَلاا خٌُشق .جاشعَلاا خجرس ، a0 .خنبعفنا حدبًهن سىث شطق فظَ l شحنا سبسًنا ؾسىزي .خٍُعنا لىؽ ، m* خنبعفنا خهزكنا . vf ٌوشزكنلإا خعشس شحنا . c ءىؼنا خعشس .خكجشنا ذثبث ، a .خكجشنا ذثبث I 0 دساىنا عبعشلإا حذش ، خٍعجشًنا حذشنا . I T حذش .زفبُنا عبعشلإا I R .سكعًُنا عبعشلإا حذش I A .ضزًًنا عبعشلإا حذش T .خٍئىؼنا خٌربفُنا R خٍئىؼنا خٍسبكعَلاا شطقنا فظَ ، . A خٍئىؼنا خٍطبظزيلاا . k دبًخلإا ميبعي . e .ٌوشزكنلإا خُحش h .كَلاث ذثبث

V ΔEg .خعىًًُنا حىجفهن ًقبطنا قشفنا ⃗⃗⃗ .خجىًنا عبعش D ذق .خجٍجحنا ( TC(hkl .خكجشنا ميبعي N .دبسبكعَلاا دذع N0 .خحبسًنا حذحو ًف داسىهجنا دذع P .خٍيبسًنا S حضٍكشهن ًئىؼنا سبسكَلاا خٌُشق . I .ًئبثشهكنا سبٍزنا U ًئبثشهكنا ذهجنا . B .ًسٍؽبُغًنا مقحنا RH .لىه ميبعي C ، wt .ًهزكضٍكشر V .ىجح



:ةينانويلا فورحلا

ζ .خٍئبثشهكنا خٍهقبُنا μ .خُحشنا مياىح خٍكشح ρ خٍئبثشهكنا خٍيوبقًنا . η .ٍٍيدبظر ٍٍث ءبخشزسلاا ٍيص λ عبعشلإا خجىي لىؽ . α .صبظزيلاا ميبعي γ .بيبغ خعشلأا TC Ø حدىجنا ميبعي .

زومرلا ةمئاق VI ω شراىر . ε ؾسىنا خٍحبًس .ًجسُنا ةبٍرسلاا ، ε0 .غاشفنا خٍحبًس ε خٍحبًسنا ىًظعنا .ًئبثشهكنا لضعنا ذثبث ، ν ددشر .عبعشلإا θ .جاشعَلاا خٌواص ،عبعشنا دوسو خٌواص β .ىًظعنا حذشنا فظزُي ذُع ًًظعلأا عشعنا δ ةىٍعنا خفبثك . ℇ دبهجلإا .



لا

لئلاد

:

s .خٍحطسنا c .جشحنا f .شحنا % .خٌىئًنا خجسُنا p .بيصلاجنا g .خعىًًُنا خٍقبطنا حىجفنا hkl .شهٍي ٍئاشق u .خبثسوأ max .ىًظعنا min .بٍَذنا H .لىه i .ةىقث ،دبَوشزكنا o .خٍئىػ

VII



ا

تاراصتخلا

:

TCOs .خفبفشنا خهقبُنا ذٍسبكلأا CTO .ذنبثىكنبث ىعطًنا شٌذظقنا ذٍسكأ SnO2:Al .وىًٍُنلأبث ىعطًنا شٌذظقنا ذٍسكأ BC .مقُنا خيضح BV .ؤفبكزنا خيضح PV .خٍئىؼنا خٍسًشنا بٌلاخنا HMF خُخبسنا بٌاشًنا . PVD .حشخثلأن ًئبٌضٍف تٍسشر PLD علازقلاا شجع تٍسشر ث .سضٍهنب CVD .حشخثلأن ًئبًٍٍك تٍسشر PACVD .بيصلاجنا خطساىث حشخثلأن ًئبًٍٍكنا تٍسشزنا UHVCVD .ًنبعنا غاشفنا ًف حشخثلأن ًئبًٍٍكنا تٍسشزنا LPCVD تٍسشزنا .غفخُي ؾغػ ذحر حشخثلأن ًئبًٍٍكنا SP .يساشحنا للاحَلابث شّشنا XRD .خٍٍُسنا خعشلأا دىٍح X .خٍٍُسنا خعشلأا IR .ءاشًحنا ذحر خعشلأا NIRS خجٌشقنا ءاشًحنا ذحر خعشلأا . MIRS خطسىزًنا ءاشًحنا ذحر خعشلأا . FIRS .حذٍعجنا ءاشًحنا ذحر خعشلأا UV-Vis خٍئشًنا خعشلأا .خٍجسفُث قىف ـ SEM .حسبًنا ًَوشزكنلاا شهجًنا

م

ــ

مدق

ــ

ع ة

ــ

ما

ــ

ة

2

:ةماع ةمدقم

،خ٠ششجٌٍ خِاذزسٌّا خ١ّٕزٌا ك١مسر سبطإ ٟف ٗخٛر َبّز٘ا خ١ٍّؼٌا دبساسذٌا ش١خسزٌ ؛ٍُؼٌا حسذل ض٠ضؼر ٛسٔ خِدبمٌا يب١خلأا داٚشثث سشضٌا قبسٌإ ْٚد غّزدٌٍّ خمٍطٌّا خ١٘بفشٌا ، ِٓ حذ٠ذخ عاٛٔأ كفلأا ٟف ذٍٛ٠ أذجف حشصبؼٌّا حب١سٌا ةٍٛسأ ٟف ًِبؼزٌا خسلاسٚ خٌٛٙسٌا غثبط ءبفضلإ ٍَٛؼٌا ِٓ ، سذزأ ٞزٌا ٛٔبٌٕا ٍُػ بٕٙ١ث خػبٕصٌا ٌُبػ ٟف حسٛث ؛ بِ ًؼخ خ٠ٛٔبٌٕا دب١خٌٕٛٛىزٌا دار صٚبدز٠ لا ٞزٌا ُدسٌا 100nm ر داض١ِ رّٕ حش١جىٌا بٙربمثبس ٍٝػ بِبّر خفٍزخِ حذ٠ذخ داِٛ [ 1 .] صاٛزث ب١خٌٕٛٛىزٌاٚ ٍُؼٌا نشسز٠ بمٍخ١ٌ خم١لد حضٙخأ خٕىِّ ب١ػبٕص ب٘ذدٕف ،حّذػ ٓ٠دب١ِ ّٓض يبّؼزسلاٌ خٍثبلٚ ،ت١ساٛسٌ حشوازو خ١ربٍِٛؼٌّا ٟف دبشبشٌا ،خ١ٍػبفزٌا خ١ئبثشٙىٌا دلاٛسٌّا خ١ئبثشٙو ةبطلأو دٛلٌٛا ب٠لاخٚ فشاٛو ٟف هٌزو ،خ١ئٛضٌا خ١ىٍسلاٌا دلابصرلاا ، [ش١ثىٌا ب٘ش١غٚ داصبغٌا 2 .] دبِ دبد٠لإ خسبٌّا خخبسٌا ح غِ كفاٛزر حزٔ ؛خ١خٌٕٛٛىزٌا دبم١جطزٌا دٛ١ل بٕٙػ عبطل خم١لشٌا دبمجطٌا ٚضغ قٛس دبجٍطزِ خ١جٍزٌ خػبٕصٌا دبصزللاا ؽاشفٌا ب١خٌٕٛٛىر ٟف غ٠شسٌا َذمزٌا ذؼث خػبٕصٌا طبسأ ذسجصأ ٓ٠أ ، ٍٝػ يٛصسٌ حدذؼزِ دب١ٕمر َاذخزسبث ٖز٘ [َلافلأا 3 .] َبػ ٟفف 1838 خم١لس خمجط يٚأ ٍٝػ يٛصسٌا ُر َ خطساٛث ،ٟئبثشٙىٌا ً١ٍسزٌا شجػ خجٍص ٟئبثشٙىٌا ًػبفزٌا ًصز GROVE ٚ BUNSEN رئاشش ٍٝػ ٟف هٌر ْبوٚ خ١ٔذؼِ 1852 بّٕ١ث ؛َ FARADY َبػ ٟف 1857 ٞساشسٌا شخجزٌا ك٠شط ٓػ ٗ١ٍػ صبز َ [خ١ٔذؼٌّا شصبٕؼٌٍ 4 ،] ٚ دشجزػا 1997 َ خٕس خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١سبولأا ٍُؼٌ خ١ٍؼفٌا خللاطٔلاا ( (TCOs يٛصسث BADAKER ( َٛ٠دبىٌا ذ١سولأ خم١لس دبمجط ٍٝػ CdO [) 5 ] داٌّٛا ٗرب٘ دذٙش َبػ خئّث ب٘ذؼث ، زِٕ بؼ٠شس اسٛطر 1979 َ بِٕٙ شوزٔ بٌٙ طبسلأا شدز هٌزث رجصزٌ ( َٛ٠ذٔلأا ذ١سوأ In2O3 ،) هٔضٌا ذ١سوأ ZnO) ) ، (ش٠ذصمٌا ذ١سوأ SnO2 ) ، ( َٛ٠ذٔلأا ش٠ذصل ذ١سوأ ًىش٠ ITO ِٓ شثوأ ) 90% دب١ئبصزإ تسز 2911 َ قٛس ِٓ دبم١جطزٌا ٌٝإ ٗزصز ضفخٕر ْأ غلٛزٌّا ِٓٚ ، 70% ٗرسذٔ تجسث ؛ عبفرسا ٌٝإ ددأ ٗ١ٍػ فٚشؼِ بض٠أ ،ٗ١ٍػ تٍطٌا حدب٠ضث ٗزفٍىر ٗخبزٔإ داٌّٛ [خِبسٚ خٕطشسِ 6 .] ب٘ذؼث ذٌاٛر ٓ١ثزبجٌا دٛٙخ دبد٠لإ دإٛسٌٚ ( ـٌ ًئاذث ITO ٓ١سسزٌ ِٕٗ خّخبٌٕا ساشضلأا ً١ٍمزٌ ) ب١خٌٕٛٛىر TCOs مزٌا ذٔبىف ، ش٠سب [ ٓ١ث خٍدسٌّا 2011 ؛ 2007 ] ـٌ خجسٌٕبث SnO2 ٌٝإ ذٍصٚ 3755 ش٠شمر ا ، ZnO : 3142 ش٠شمر ا ، In2O3 : 2511 ش٠شمر ا خصز ذٍصٚ بّٕ١ث ؛ CdO ٌٝإ 599 لاّػ ضدِٕ ا[ 7 .] خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١سبولأا سبزخر دبم١جطزٌا طٚشش غِ كفاٛز٠ بّث خ١ٍّػ ٌٝإ ْٛثزبجٌا أدٌ ذمف ازٌ ،بٌٙ خٙخٌّٛا بِٚأ ٜشخأ شصبٕػ داسر خفبضإث ُ١ؼطزٌا ّس٠ خثٛغشٌّا صئبصخٌا ٓ١سسرٚ ض٠ضؼزٌ ؛تئاٛشٌبث ٝ ٍٝػ ، ( سٍٛفٌبث هٔضٌا ذ١سوأ ُ١ؼطر يبثٌّا ً١جس ZnO: F ) ِٓ ٟئشٌّا يبدٌّا ٟف خ١ٌبػ خ١ئٛض خ١فبفشث ض١ّز٠ ُسٚ ٟس١طبٕغِٚشٙىٌا ف١طٌا خ١ّّ خضفخِٕ ، ( سٍٛفٌبث ش٠ذصمٌا ذ١سوأ ُ١ؼطر بِأ FTO ) ٍٝػ بٙج١سشر ْإف خضفخِٕ خفٍىر غِ ،حذ١خ خ١ئبثشٙوٚ خ١ى١ٔبى١ِ خٔبزِ ،ب٠ساشز اساشمزسا بٙسّٕ٠ خم١لس دبمجط ًىش ، َذخزس٠ ITO ( (SnO2: In خخبسٌا ذٕػ حضٙخأٚ خضفخِٕ ت١سشر حساشز خخسذٌ خؼفرشِ خ١ئبثشٙو خ١ٍلبٔ دار [ 8 .] فذٌٙا ( ش٠ذصمٌا ذ١سوأ ُ١ؼطر ش١ثأر خفشؼِ ٛ٘ ًّؼٌا از٘ ُ٠ذمر ِٓ ٟس١ئشٌا (SnO2 شصٕػ داسزث ( ذٌبثٛىٌا Co ) تئاٛشو خ١ٔصٚ تسٕث خفٍزخِ ، دبمجط ًىش ٍٝػ خ١ئاذزثلاا ً١ٌبسٌّا ت١سشر ذٕػ خم١لس خطساٛث ،ٞساشسٌا يلاسٔلابث ششٌا ٕزسا ُث ،خ١ئٛضٌا ،خ٠ٛ١ٕجٌا بٙصئبصخ جبز خ١ئبثشٙىٌا ، ب١خٌٛٛفسٌّٛاٚ .خفٍزخٌّا فصٌٛا دب١ٕمر ٍٝػ ادبّزػا

ةماع ةمدقم 3 ذّظٔ ذلٚ حسٚش١س يٛصف خؼثسأ تسز خساسذٌا ب٘دشس ٓىّ٠ :ٌٟبزٌبو لصفلا I : ( خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١سبولأا يٛز خ١سبسلأا ُ١٘بفٌّا ٗ١ف يٚبٕزٕس (TCOs ب٘ش١غ ٓػ ب٘ض١ّ٠ بِٚ داٌّٛا ِٓ ُث ِٓ ، فصٕس ش٠ذصمٌا ذ١سوأ ٛ٘ ٞزٌا ب٘داِٛ صشثأ ذزأ ب٘ذؼث ٓ١خشؼِ ،ٗصئبصخ فٍزخِٚ .دبّس ِٓ ٗث غزّز٠ بِ ٓ٠شوار ذٌبثٛىٌا شصٕػ ٍٝػ ٍٝػ ضوشٕس ،ف٠شؼر ِٓ خم١لشٌا دبمجطٌبث كٍؼز٠ بِ ًو ّٓض هٌرٚ بٙ١ٍػ يٛصسٌٍ خؼجزٌّا قشطٌا ُ٘أ ،بٍٙىشر ًزاشِ لصفلا II ، بّٕ١ث لصفلا III ٍٝػ ٗ١ف ٟرإٔس خدربٌٕا خم١لشٌا دبمجطٌا فصٌٛ خؼجزٌّا دب١ٕمزٌا . لصفلا IV بّٕضزِ ٟج٠شدزٌا بٍّٕؼٌ خٍصٛز خثبثّث ْٛى١س : .ذٌبثٛىٌبث ش٠ذصمٌا ذ١سوأ ُ١ؼطر ش١ثأر يٛز خفٍزخٌّا خٕ٠بؼٌّا قشط َاذخزسبث ،بٙ١ٍػ ًصسزٌّا حئبزٌٕا .خِذمٌّا خساسذٌا ٖز٘ يٛز خِبػ خّربخ اش١خأ

4

:عجارملا ةمئاق

]1 [ S. V. JAGTA, A. S. TALE, S. D. THAKRE, synthesis by sol-gel method and

characterization of Co3O4 nanoparticles, IJREAS, vol. 8, N°. 8, (2017)1-6.

[ 2

] B. BHUSHAN, handbook o nanotechnology, Spring, Hardcover, (2010)1-10.

]3 [ I. PETROV, P. B. BARNA, L. HULTMAN, J. E. GREENE, microstructural

evolution during film growth, J. Vac. Sci. Technol. vol. 21, N°. 5, ( 2003)117. [

4

] P. A. SAVALE, physical apor deposition (PVD) methods for synthesis o thin films: a comparative study, Arch. Appl. Sci. Res, vol. 8, N°. 5, (2016)1-8.

[ 5

] D. M. MATTOX, V. H. MATTOX, from 50 years of vacuum coating technology and the growth of the society of coaters, chapter 7, Society of vacuum coaters, Tuscon, Arizona, (2007)38-44.

[ 6

ٍٍٍ] V. E. SANDANA, D. J. ROGERS, F. HOSSEINI TEHERANI, P. BOVE, M. RAZEGHI, graphene versus oxides for transparent electrode application, Proc. of SPIE, vol. 8626, 862603, (2017)1-7.

[ 7

َ] A. STADLER, transparent conducting oxides An-Up-To date overview, Materials, N°. 5, (2012)661-683.

[ 8

] R. G. GORDON, criteria for choosing transparent condutors, MRSBULLETIN, N°. 11, (2000)52-57.

مظفنا

I

:

تهقاننا ذيساكلأا لىح ثاييىًع

تفافشنا

5

ذيهًح

:

خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأا شجزؼر (Transparent Conducting Oxides)

داٌّٛا ِٓ ٗث غزّزر بٌّ ،حض١ٌّّا ِٓ خ١ٍلبٔ خ١ئبثشٙىٌا ٚ خ١ئٛؼٌا خ١فبفش ذلٌٛا ظفٔ ٟف [ 1 ] بِ ، حش١ضِ بٍٙؼج َبّز٘لاٌ حذػ ٟف ٓ٠دب١ِ . بٌٙ ضِش٠ اسبظزخا ــث TCOs يٚأ ْأ ش١د ، TCOs َٛ٠دبىٌا ذ١غوأ ْبو ٗزعاسد ُر CdO) ) َبػ ٟف 1997 ِٓ َ ًجل Karl BADEKER هٌر ، دبمجطو ٗج١عشزث خم١لس خغشفِ خفشغ ًخاد ءاٌٛٙا ِٓ [ 2،3 ٖز٘ ،] خللاطٔلاا ٠ذؼٌا سٛٙظ ٌٝئ ددأ ِٓ ذ ٚ خعاسذٌٍ حذ٠ذجٌا غ١ػاٌّٛا بٙٔأ ش١د ،شذجٌا ٟف ذّ٘بع خفبفش خٍلبٔ ذ١عبوأ طبزٔئ :بِٕٙ شوزٔ حذ٠ذج ZnO ، SnO2 ، In2O3 ، CdSnO4 ، CdIn2O4 ، ITO ، SnO2:Al ، ZnO:F ، FTO ذظل حدبفزعلاا شجػ بِٕٙ خ١جٌٕٛٛىزٌا بٙربم١جطر خفٍزخٌّا [ 4 ] . ٗٔاف ازٌ ًظفٌا از٘ يلاخ ِٓ قشطز١ع فٍزخِٚ خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأا خ١٘بِ ٌٝئ ،بٙطاٛخ ش١خلأا ٟف ١ع ظمٌا ذ١غوأ ٌٝئ عشؼز خعاسذٌا ٖز٘ سٛذِ ًضّ٠ ٞزٌا ش٠ذ ، زو هٌ ع ١ طشؼ ٍٝػ خ١٘بِ ْذؼِ ٌبثٛىٌا ذ ٚ ٗطاٛخ .خِبؼٌا

I

.

1

.

:تفافشنا تهقاننا ذيساكلأا

حدبٌّا فٕظر خ٠شظٌٕ بمفٚ خ١ئبثشٙو دلابد سلاضٌ دبثبظػ خلبطٌا ٌٟبزٌبو حض١ِّ ًلاٛٔ : )ْدبؼِ( ، ًلاٛٔ فبظٔأٚ ،يصاٛػ ، حدبِ ٟف دبٔٚشزىٌلإٌ بٙث حّٛغٌّا خلبطٌا دلابد فظر َضذٌا ِٓ خٍغٍغث خ٠سٍٛث خدّٛغٌّا [ 5 ] ، ًمٌٕا ٟزِضد بّ٘ ( BC ٚ ) إفبىزٌا ( BV ) [ 6 ] بِ إفبىزٌاٚ ًمٌٕا ٟزِضد ًخاذزر ًلإٌٛا ٟفف ، خّغ٠ سبشزٔبث حٛجفث ٓ١زٌٛظفِ ْبٔٛىر ٓ١زِضذٌا ٓ١رب٘ ْاف ًلإٌٛا فبظٔأ ٟف بِأ ،حشذٌا دبٔٚشزىٌلإا خػِّٕٛ خ١لبؽ ( Eg ) ؛ ٟف خ١لبؽ دب٠ٛزغِ زخأر ْأ بٕٙىّ٠ لا دبٔٚشزىٌلإبف Eg ًث ِٓ شّزٌ خ١فبو خلبطٌ طبزذر ٜشخأ ٌٝئ خِضد [ 7 ] خٌبد ٟف بّٕ١ث ، حٛجف ْٛى٠ خؼ٠شػ خ١لبؽ ش٠ذذٌا يصاٛؼٌا ٍٝػ ؛ خجسد ذٕػ ٝزد ٗٔلأ ْٛىر خفشغٌا حساشد BC ٚ خغسبف بٙزِضد قٛفر بٙزّ١ل خػٌّّٕٛا 4 eV [ 6 ] . ًىشٌا خػٛ٠ ( 1- I قشفٌا ) ٓ١ث داٌّٛا ٖزٌٙ خ١لبطٌا داٛجفٌا . ( مكشنا I -1 :) ٟذ١ػٛر ؾطخِ خلبؽ دبثبظؼٌ ذٕػ ًلإٌٛا فبظٔأٚ ،يصاٛؼٌا ،ًلإٌٛا °_K 9 [ 5 .]

مظفنا I ثاييىًع لىح ذيساكلأا تهقاننا تفافشنا 6 ض١ّزر ذ١عبولأا خفبفشٌا خٍلبٌٕا ٚأ شظٕػٚ ٓ١جغوأ ِٓ خٔٛىِ بٙٔأث ٓ٠شظٕػ ٓ١١ٔذؼِ ، ٗث غزّز٠ بِ ٓ٠ز٘ ٓ٠ش١خلأا ٠ دبفط ِٓ دذذ صاٛخٌا بٍّٙذر ٟزٌا TCOs [ 8 ،] حش١خلأا ٖز٘ دساٛش خغّخ ٍٝػ ٞٛزذر ب٘سٚذث خججِٛ Zn+2 , Cd+2 , In+3 Ga+3 , Sn+4 ، ٚ ِٓ خؼثسأ خ٠دبدأ ذ١عبوأ ْٛىر خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبوأ [دساٛشٌا 9 ] : ZnO [ 10 ] ، SnO2 [ 11 ،] CdO [ 13 ] ، In2O3 [ 12 ] ، Ga2O3 [ 9 ] . دبئف خؼثسأ ٌٝئ سٛطٌا ءبؼف ٟف داٌّٛا ِٓ عٌٕٛا از٘ ُغمٕ٠ ادبّزػا خٕذش ٍٝػ )ْٛ١ربو( خججٌّٛا حدسبشٌا ( إفبىزٌا ٟئبٕص :ٟ٘ٚ Cd, Zn ( إفبىزٌا ٟصلاص ،) In, Ga ( إفبىزٌا ٟػبثس ،) Sn ٚ ،) داِٛ بؼ٠أ نبٕ٘ ذغ١ٌ TCOs [ 9 ] .

I

.

2

.

نا ضئاظخنا

تهقاننا ذيساكلأن تيئايًيكىيضيف

:تفافشنا

ّٓىر خ١ّ٘أ خٍلبٌٕا ذ١عبولأا ضئبظخ ِٓ ٗث شخضر بّث خفبفشٌا ، خ١ئبثشٙو ضئبظخ ٌٝئ بٙف١ٕظر ٓىّ٠ ٟزٌا ،خ١ئٛػٚ ٚ حذ١ج خ١ئبثشٙو خ١ٍلبٔ هٍّر ٟٙف ف١طٌا ِٓ ٟئشٌّا يبجٌّا ٟف خ١ٌبػ خ١فبفش ٟغ١ؽبٕغِٚشٙىٌا [ 14 ] .

I

.

2

.

1

.

:تيئابشهكنا ضئاظخنا

َبػ ٟف 1979 َ َبّز٘لااٚ ش٠ٛطزٌا خ١ٍّػ دأذث شضوأ خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأبث ٓ٠أ ٛر ذٙج يٛد سبذثلأا خ١ئبثشٙو ضئبظخ ِٓ داٌّٛا ٖز٘ ٗث غزّزر بِ خفشؼِ خ١عبعأ حدبِ بٍٙؼجر شظؼٌا دب١جٌٕٛٛىر ّٓػ [ش٠ذذٌا 15 ] .

I

.

2

.

1

.

1

.

ــن تعىنًًنا تيقاطنا ةىجفنا عشع

TCO

:

فشؼر بٙٔأث خػٌّّٕٛا خِضذٌا خِضذٌا هٍر ٟزٌا ٓ١ث ًظفر ٟزثبظػ ( إفبىزٌا BV ٚ ) ( ًمٌٕا BC ) ، بّو ش٠ذمر ٓىّ٠ بٙزّ١ل َاذخزعبث خ١ٌبزٌا خللاؼٌا [ 16 :] ( 1-I ) Eg= Ec- Ev :ش١د Eg خ١لبطٌا حٛجفٌا خّ١ل : . Ec ًمٌٕا خِضذٌ خّ١ل ٝٔدأ : . Ev .إفبىزٌا خِضذٌ خّ١ل ٍٝػأ : ز٘ يلاخ ِٓ خللاؼٌا ٖ ْأ ذجٚ خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأا ( غ٠شػ عِّٕٛ ٟلبؽ ًطبفث ض١ّزر Eg ) [ 17 ] ِٓ حٚاشز٠ 3eV ٌٝئ 4eV [ 18 .] سبجزػبث داِٛ ْأ TCOs ٚ خعاسد ب٘شضوأ ذجٔ حذ٠ذػ بضذث ٟ٘ ذ١غوأ ( ش٠ذظمٌا SnO2 ( هٔضٌا ذ١غوأ ،) ZnO ،) ( َٛ٠ذٔلأا ذ١غوأ In2O3 ش٠ذظمٌبث ُؼطٌّا َٛ٠ذٔلأا ذ١غوأ ،) ( ITO ٚ ،) ( يٚذجٌا 1-I ُ١ل عشؼ٠ ) بٙراٛجف ( خ١لبطٌا Eg :)

7 لوذجنا ( 1-I ) : غؼجٌ خ١لبطٌا داٛجفٌا ُ١ل عشؼ٠ يٚذج TCOs . فبفشٌا ًلبٌٕا ذ١غولأا خّ١ل Eg ( eV ) SnO2 [ 19 ] ZnO2 [ 39 ] In2O3 [ 31 ] ITO [ 7 ] 2.8 – 2.5 2.27 2.75 – 2.5 4.3

I

.

2

.

1

.

2

.

:تيئابشهكنا تيهقاننا

ضِش٠ خ١ٍلبٌٍٕ ضِشٌبث خ١ئبثشٙىٌا σ) ) حذدٌٛبث بٙ١ٍػ شجؼ٠ٚ ؛ ( Ω-1 cm-1 ) ٠ ٟزٌا خللاؼٌبث ٝطؼر ْأ ٓىّ ٟف خذػٌّٛا ( 2-I ) ٌٟبزٌبو [ 33 ] : ( 2-I ) 𝛔 q : خ١ئبثشٙىٌا خٕذشٌا ( C ) . n خٕذشٌا ًِاٛد خفبضو : ) cm-3 ) . μ خٕذشٌا ًِاٛد خ١وشد : ( cm2/V. s ) . ٚ شٙظر ( حش١خلأا خللاؼٌا 2-I حشذٌا خٕذشٌا ًِاٛد خفبضو غِ حششبجِ تعبٕزر خ١ئبثشٙىٌا خ١ٍلبٌٕا ْأث ) بٙز١وشدٚ ، دذذر ب٘سٚذث ٟزٌا عٌّّٕٛا ٟلبطٌا ًطبفٌا خّ١ل Eg [ 32 .]

I

.

2

.

1

.

3

.

:تيئابشهكنا تييواقًنا

اسبظزخا خ١ئبثشٙىٌا خ١ِٚبمٌٍّ ضِش٠ ـث ( ρ ) ، ٚ ؛خ١ئبثشٙىٌا خ١ٍلبٌٕا ةٍٛمِ ًضّر ٟ٘ خج١زٔ هٌزٌ حذدٚ ْٛىر بٙعب١ل ( Ω.cm ) ، ف خللاؼٌا تغد بٙرسبجػ ٝطؼز ( 3-I ) [ ٟر٢بو خذػٌّٛا 34 :] ( 3-I ) 𝛒 𝛔

I

.

2

.

1

.

4

.

:تيحطسنا تيواقًنا

خم١لس دبمجؽ ًىش ٟف خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأا ش١ؼذر ُز٠ ، ٟزٌا ضئبظخث بٙفطٚ ٓىّ٠ ٙو خ١ئبثش ِٓ ٝزش خ١ذطغٌا خِٚبمٌّا بٕٙ١ث ضِشٌبث بٌٙ ضِش٠ ٟزٌا Rs ، َٚلأا ٟٙف بٙعب١ل حذدٚ بِأ ( Ω ) َاذخزعبث بٙزّ١ل تغذزف خللاؼٌا ( -I 4 ) [ٍٟ٠ بّ١ف حبطؼٌّا 7 :] ( 4-I ) 𝛒

مظفنا I ثاييىًع لىح ذيساكلأا تهقاننا تفافشنا 8 :ش١د ρ خ١ئبثشٙىٌا خ١ِٚبمٌّا : . d خم١لشٌا خمجطٌا هّع : ـٌ TCOs .

I

.

2

.

1

.

5

.

تيئابشهكنا تيكشحنا

:

ْٛىر ٝزد داٌّٛا طبزذر ب١ئبثشٙو لالبٔ ذ١ج ا ٌٝئ )دبٔٚشزىٌا ،ةٛمص( حشذٌا خٕذشٌا ًِاٛد ِٓ خٕ١ؼِ خفبضو ّٝغر طشذٌا ض١وشزٌا nc ، ٚ سبجزػبث n :ًجأ ِٓ ٗٔبف خٕذشٌا ًِاٛد ض١وشر ٛ٘  nc> n : خٌصبػ حدبٌّا شجزؼر .  nc< n : .خٍلبٔ حدبٌّا شجزؼر ٚ طشذٌا ض١وشزٌا ف٠شؼر ذظمث nc ٗٔاف سب١ؼِ َذخزغ٠ Mott حسبجؼٌبث ٝطؼ٠ ٞزٌا ( -I 5 ) [ٌٟبزٌا 7 :] ( -I 5 ) √ a0 .خٌبؼفٌا حدبٌٍّ سٛث شطل فظٔ : ْلأ ؛حدبٌّا حسٍٛث ًخاد ًمٌٕاٚ إفبىزٌا ٟزِضد ٓ١ث خٕذشٌا ًِاٛد يبمزٔبث بّئاد خ١ئبثشٙىٌا خ١ٍلبٌٕا ؾجرشر ٖز٘ وشد تجغث خٌبؼف ْٛىر ًِاٛذٌا [ئفبىزِ ش١غ ًلبٔ ًىش٠ بِ بٙز 35 .] ٍٝػ شصإِ لاِبػ خٕذشٌا ًِاٛد خ١وشد ذؼر ؛بمثبع شور بٌّ خج١زٔ داٌّٛ خ١ئبثشٙىٌا خ١ٍلبٌٕا TCOs ٚ ، ٟزٌا ضِشٌبث خ١ئبثشٙىٌا خ١وشذٌٍ ضِش٠ ،حدبٌٍّ خ٠سٍٛجٌا خىجشٌا ٟف ًِاٛذٌا سبشزٔا ٍٝػ بعبعأ شجؼر ( μ ) خعبمِ ( حذدٌٛبث cm2/Vs ٚ ) تغد ب٘دبج٠ئ ٓى٠ ( خللاؼٌا -I 6 خ١ٌبزٌا ) [ 7 :] ( -I 6 ) :ًضّر ٓ٠أ τ ٓ١ِدبظر ٓ١ث ءبخشزعلاا ِٓص : . l شذٌا سبغٌّا ؾعٛزِ : . * :m خٕذشٌا ًِاٛذٌ خٌبؼفٌا خٍزىٌا . vf خػشع : ْٚشزىٌلإا شذٌا . حش١خلأا خللاؼٌا يلاخ ِٓ ( -I 6 ) ٚ خللاؼٌا ( -I 3 ) بّٙٔاف ْاشٙظر ٠ضث ٓغذزر خ١ئبثشٙىٌا خ١ٍلبٌٕا ْأ ض١وشر حدب ؛خٕذشٌا ًِاٛد خ١وشدٚ ظىؼٕ٠ ذل ذلٌٛا ظفٔ ٟف ٓىٌ شِلأا بٙػبفخٔا ٞدإ٠ٚ ارئ ػ ًِاٛذٌا ض١وشر داص ٍٝ يذؼٌّا ٌا ذذّ ٚ [د 36 .]

01

I

.

2

.

2

.

:تيئىضنا ضئاظخنا

حدبِ ًػبفر دذذ٠ -عبؼشئ حدبٌّا ٌْٛ ْب١ؼٌٍ ش٘بظٌا خ١جِٛ ياٛؽأ ذٕػ ظىؼٌّٕا ءٛؼٌا ٜش٠ عدلاٌّبف ، ِٚشٙىٌا ف١طٌا ِٓ خٕ١ؼِ ِٓ ٟغ١ؽبٕغ دبٌّا ح بٙغفٔ َّٛؼٌبث ،ضزٌّّا ظ١ٌٚ ٞأ ٍٝػ دساٚ عبؼش بِ حدبِ ٚأ ،ضزّ٠ ،زفٕ٠ ْأ ٕٗىّ٠ خللاؼٌبث ٖسبظزخا ٓىّ٠ بِ ظىؼٕ٠ ( -I 7 ) [ٖبٔدأ خذػٌّٛا 37 :] ( -I 7 ) :ش١د I 0 دساٌٛا عبؼشلإا حذش : . I T زفبٌٕا عبؼشلإا حذش : . I R ظىؼٌّٕا عبؼشلإا حذش : . I A .ضزٌّّا عبؼشلإا حذش : ٚ ٍٝػ ش٠ذذٌبث ٌا ض١ّزر بٙٔأ ذجٚ ذمف ؛خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأٌ خ١ئٛؼٌا ضئبظخ خ١ٌبػ خ١ئٛػ خ١فبفشث ٟف ٟغ١ؽبٕغِٚشٙىٌا ف١طٌا ِٓ ٟئشٌّا يبجٌّا ، بّٕ١ث ْٛى٠ خ١ئٛػ خ١عبىؼٔا بٌٙ خؼفرشِ ذذر يبجٌّا ٟف ف١طٌا ِٓ شّدلأا [ 38 ] ًو ضئبظخٌا ٖز٘ ّٓؼزر . ،خ١ئٛؼٌا خ١طبظزِلاا ،خ١ئٛؼٌا خ٠ربفٌٕا ِٓ ٚ ،خ١ئٛؼٌا خ١عبىؼٔلاا .حدٛجٌا ًِبؼِ

I

.

2

.

2

.

1

.

:تيئىضنا تيرافننا

حض١ٌّّا خ١ئٛؼٌا دلاِبؼٌّا ِٓ ٟ٘ ـٌ TCOs ( ضِشٌبث بٌٙ ضِش٠ (T ءٛؼٌا حذش ٓ١ث خجغٌٕا بٙٔأث فشؼر ، زفبٌٕا ( IT ٚ حدبٌّا ِٓ ) بٙذطع ٍٝػ دساٌٛا ءٛؼٌا حذش ( I0 ) ، حسبجؼٌبث ٝطؼر ْأ ٓىّ٠ ٟزٌا ( -I 8 ) خذػٌّٛا ٍٗفعأ [ 31 :] ( -I 8 ) T%= 100. T و

I

.

2

.

2

.

2

:تيئىضنا تيساكعنلاا .

٠ ظىؼٌّٕا ءٛؼٌا حذش ٓ١ث خجغٌٕا ٗٔأ ٍٝػ بِ حدبٌّ خ١عبىؼٔلاا ًِبؼِ فشؼ ( IR ) ٚ بٙذطع ٍٝػ حذش ٗ١ٍػ دساٌٛا ءٛؼٌا ( I0 ) ؛ ضِش٠ ضِشٌبث بٌٙ R) ) خللاؼٌا تغد ٝطؼرٚ ( -I 9 ) خ١ٌبزٌا [ 34 :] ( -I 9 ) R%= 100. R و

I

.

2

.

2

.

3

.

:تيئىضنا تيطاظخيلاا

خ١ئٛؼٌا خ١طبظزِلاا ًِبؼِ ٝطؼ٠ ( A ) ضزٌّّا ءٛؼٌا حذشٌا ٓ١ث خجغٌٕبث ( IA ) ٌٝئ دساٌٛا ءٛؼٌا حذش ( حدبِ خطع ٍٝػ I0 ) ، خللاؼٌا تغد ( -I 19 ) ١ٌبزٌا خ [ 7 :] ( -I 10 ) A%= 100. A و

مظفنا I ثاييىًع لىح ذيساكلأا تهقاننا تفافشنا 00 حش٘بظ بؼ٠أ ً ضّرٚ ،خ١ئٛؼٌا خلبطٌٍ ً٠ٛذر لائ ٟ٘ بِ صبظزِلاا خ١ٍّػ ْأ ش١د خ١ئ٠ضج ٍٝػ ذّزؼر بظخٌا ،حدبٌٍّ خ٠ٛ١ٕجٌاٚ خ١ئبّ١ىٌا ضئ تغد خظزٌّّا خلبطٌا دذذر ٌا دب٠ٛزغّ خ١لبطٌا بٕٙ١ث سذذر ٟزٌا حش٘بظٌا بّو ، تجغر ٖز٘ حش٘بظٌا دلابمزٔلاا ،خ١ٔٚشزىٌلاا داصاضز٘لاا ، ْاسٚذٌاٚ داسزٌا ٜٛزغِ ٍٝػ [ 37 ] . خللاؼٌبث خٔبؼزعلابث ( -I 7 ) دبللاؼٌاٚ ( -I 8 ) ، ( -I 9 ،) ٚ ( -I 19 ) :ذجٔ ( -I 11 ) ْرئ :خللاؼٌا ٍٝػ ًظذٔ ( -I 12 )

I

.

2

.

2

.

4

.

صاظخيلاا مياعي

:

١ث" خللاػ ِٓ بللاطٔا صبظزِلاا ًِبؼِ ذ٠ذذر ٓىّ٠ ش "دشجِلا ، خ٠ربفٌٕا ٓ١ث ؾثشر ٟزٌا ، خ١عبىؼٔلاا ، ٚ خ١ئٛؼٌا خ١طبظزِلاا بمفٚ خللاؼٌٍ ( -I 12 ) [ 8 ] : ( -I 13 ) ش١د :ًضّر T خ٠ربفٌٕا : خ١ئٛؼٌا . R : .خ١ئٛؼٌا خ١عبىؼٔلاا α : ًِبؼِ صبظزِلاا .(cm-1) d : حدبٌّا هّع (cm) . داٌّٛ خ١ئٛؼٌا خ٠ربفٌٕا ٍٝػ يبضّو TCOs ، ذمف ذجٚ . S. BENHAMIDA et al خ٠ربفٔ ْأ ًى١ٌٕا ذ١غوأ (NiO) ٌٝئ ًظر % 89 ٟغ١ؽبٕغِٚشٙىٌا ف١طٌا ِٓ ٟئشٌّا يبجٌّا ٟف nm [ 300;900 ] [ 4 ] ، خٙج ِٓ ٜشخأ ذجٚ R. SUBBA ْأ خ١ئٛؼٌا خ٠ربفٌٕا هٔضٌا ذ١غولأ (ZnO) ٌٝئ ًظر % 89 [ 39 خٙج ِٓ بِأ ،] L. FENGETAL ف م ذ ٌٝئ ذٍطٚ % 78 ٟئشٌّا يبجٌّا ًجأ ِٓ ف١طٌٍ ش٠ذظمٌا ذ١غولأ خجغٌٕبث ( SnO2 ) [ 29 .]

I

.

2

.

2

.

5

.

:داًخلإا مياعي

دبّخئ ًِبؼِ كٍؼز٠ لاا ًِبؼّث حدبِ خ٠ربفٌٕا هٌزوٚ صبظزِ خ١ئٛؼٌا ٛٙف ، ١ِّ ٟئٛػ ذثبضو فشؼ٠ ض خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأٌ ( حسبجؼٌا َذخزغٔ ٗثبغذٌٚ ، -I 14 ) خفشؼٌّا [ٌٟبزٌبو 21 :] ( -I 14 ) k دبّخلإا ًِبؼِ : . α .صبظزِلاا ًِبؼِ : λ : .حدبٌّا ٍٝػ دساٌٛا عبؼشلإا خجِٛ يٛؽ

01

I

.

2

.

2

.

6

.

:ةدىجنا مياعي

تٍطزر ح ذػ دبم١جطر خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأٌ خ٠ربفٔ خ١ئٛػ غِ خ١ئبثشٙو خ١ٍلبٔ ٓ١ز١ٌبػ خؼفرشٌّا خ٠ربفٌٕبف ، خّغر خ١ئٛؼٌا دبٔٛرٛفٌا خطعاٛث ٟئبثشٙو سب١ر ذ١ٌٛزث ، خ١ذطغٌا خِٚبمٌّا بّٕ١ث خؼفخٌّٕا خ١ئبثشٙو خ١ٍلبٔ( خ١ٌبػ حدٛجٌا ًِبؼِ ٝطؼ٠ ْأ ٓىّ٠ٚ ،سب١زٌٍ داٌّٛا خِٚبمِ ِٓ يذؼر ) ( TC Ø ) خللاؼٌبث ( -I 15 [ٌٟبزٌبو ) 23 :] ( -I 15 ) Ø T : خ١ئٛؼٌا خ٠ربفٌٕا ، Rs : خ١ذطغٌا خِٚبمٌّا . ٗدشزلا ًِبؼٌّا از٘ " G. HAACKE َبػ ٟف " 1976 َ ، ؾثش٠ ٞزٌا ضئبظخٌا ٓ١ث خ١ئٛػٚشٙىٌا ، ٓ١ث ٗزّ١ل حٚاشزر يبجٌّا Ω-1 [ 0; 7 ] ϵ TC Ø [ 34،7 َبل بّو ،] HAACKE فٍزخِ خٔسبمّث TCOs حدٛجٌا ًِبؼِ ٍٝػ ادبّزػا سبظزخا ٓىّ٠ ٞزٌا بٙؼؼث يٚذجٌا ٟف ( -I 3 :ٍٗفعأ خػٌّٛا ) ( لوذج -I 2 :) يٚذج غؼجٌ حدٛجٌا ًِبؼِ ُ١ل ٓ١ج٠ TCOs [ 7 .] TCO FZO AZO ITO FTO BZO STO IZO ًِبؼِ حدٛجٌا Ω -1) ) 7 5 4 2 3 9.4 9.3 عدلا٠ هٌزو غٌٕبث خ١ئٛؼٌاٚ خ١ئبثشٙىٌا صاٛخٌا ٓ١ث ش١جو ؾثاشر نبٕ٘ ْأ خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأٌ خج بّث بللاطٔا صاضز٘بث فشؼ٠ [بِصلاجٌا 8 ،] ًىشٌا يلاخ ِٓ ( -I 3 ) ًضّ٠ ٞزٌا ربفٌٕا فب١ؽأ ( T ) ، طبىؼٔلاا ( R ،) ( صبظزِلااٚ A ) يٛطٌا خٌلاذث ٟجٌّٛا ( λ ) ــٌ ك١لشٌا ٍُ١فٌٍ خجغٌٕبث SnO2 ٚر سٍٛفٌبث ُؼطٌّا هّغٌا 1.14nm ، ٚ ب٘اشجأ ٟزٌا خعاسذٌ ٗثبشِ ٛ٘ E. Elongovan ٓ١ٌٛطٌا تغد λp ٚ λg [ 34 .] مكشنا ( -I 2 ) : ( ش٠ذظمٌا ذ١غولأ صبظزِلاا ٚ ،طبىؼٔلاا ،ربفٌٕا ف١ؽ SnO₂:F [) 34 .] ش١د : λp .بِصلاجٌا خجِٛ يٛؽ : λg خجِٛ يٛؽ : خ١لبطٌا حٛجفٌا خّ١مٌ كفاِٛ Eg .

مظفنا I ثاييىًع لىح ذيساكلأا تهقاننا تفافشنا 02 ِٓ ٚ خفٍزخٌّا فب١ؽلأا خظدلاِ يلاخ سبمٌّا يٛؽ ًو ًجأ ِٓ ٗٔاف بٕٙ١ث خٔ ٟجِٛ ( λ ) عبؼشلإ ٍٝػ دساٚ حدبِ سذذر ح ذػ ش٘اٛظ ب٘ذٕػ :  λ < λg : صبظزِلاا قبطٌٕا از٘ ٟف ّٓ١ٌّٙا ٛ٘ ف ، خؼشلأا يبجِ ٟف ْٛرٛفٌا خلبط قٛف خ١جغفٕجٌا ِٓ ٟغ١ؽبٕغِٚشٙىٌا ف١طٌا ـٌ خ١لبطٌا حٛجفٌا خّ١ل قٛفرٚأ ٞٚبغزٌ خ١فبو ْٛىر TCOs ، خج١زٔ صبظزِلا ًمزٕر خلبطٌا ٖز٘ ِٓ دبٔٚشزىٌلإا خثبظػ ًمٌٕا خثبظػ ٌٝئ إفبىزٌا [ 8 ٚ ،] ٓىّ٠ َاذخزعا خللاؼٌا ( -I 16 ) خللاؼث ّٝغر ٟزٌا Tauc حششٌ ش١غفرٚ بِ [شور 22 ] : (16-I) A .ذثبص : Eg عشػ : ٌا .حدبٌٍّ خػٌّّٕٛا خِضذ hν .دساٌٛا ْٛرٛفٌا خلبؽ : α ًِبؼِ : صبظزِلاا . b خؼ١جطث كٍؼزِ طأ : يبمزٔلاا ( ½ ، 2 / 3 ، 3 ) .  λg < λ < λp : ف ٗفبفش ْٛىر يبجٌّا از٘ ٟف خٍلبٌٕا ذ١عبولأا ؽلأا ًّش٠ ٛٙ خججٌّٛا ياٛ خ١ئشٌّا ،ٟغ١ؽبٕغِٚشٙىٌا ف١طٌا ِٓ ٓ٠أ تؼٍر TCOs سٚد [ظوبػ ش١غ ًلبٔ 7 .]  λ ≥ λp : ياٛؽلأا ًضّر خج٠شمٌا خ١جٌّٛا ف١طٌا ِٓ ءاشّذٌا ذذر خؼشلأا ِٓ ذؼث( ٟغ١ؽبٕغِٚشٙىٌا 1200 nm ْأ ٗ١ف عدلا٠ ،) TCOs لا زفٕ٠ ٖشجػ ْٛىٌ ءٛؼٌا صبظزِلاا ٌٟبػ ، بِأ عبفخٔلاا حشذٌا دبٔٚشزىٌلإٌ خ٠ذ١ٍمزٌا خ٠شظٌٕا شجػ ش١غفر ٓىّ١ف خ١ئٛؼٌا خ٠ربفٌٕا ٟف َاذخزعبث طرّٛٔ Drude طرٌّٕٛا از٘ ، ددشزث حضزِٙ بِصلاث خثبضّث حشذٌا دبٔٚشزىٌلإا شجزؼ٠ νp ّٝغ٠ ددشزٌبث ٚأ ٟؼ١جطٌا ددشر [ٓ١ٔس 7 ، 34 .] ش٠ذمر ٓىّ٠ طشذٌا بِصلاجٌا شراٛر ωp ( خللاؼٌا يلاخ ِٓ 17-I خ١طبخ شجزؼ٠ ٛٙف ،) ْٛىزٌ خِب٘ دبٔٚشزىٌلإا ٍٝػ حسدبل خثبجزعلاا ٚ ٟغ١ؽبٕغِٚشٙىٌا عبؼشلإٌ [ٌٟبزٌبو ٝطؼ٠ 24 ] : ( 17 - I ) √ :ش١د ne : حشذٌا دبٔٚشزىٌلإا خفبضو ، k : ْٚشزىٌلإا خٕذش ، ε0 : ؽاشفٌا خ١دبّع ، ε : ّٝظؼٌا خ١دبّغٌا ، m* : دبٔٚشزىٌلإٌ خٌبؼفٌا خٍزىٌا . ( بِصلاجٌا شراٛر قٛف شراٛزٌبف ωp ًؼج٠ ) فشظزر خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأا فبفش يصبؼو ظىؼٕ٠ بّٕ١ث ، ٚأ دساٌٛا عبؼشلإا ضزّ٠ ذٕػ شراٛر ِٓ ًلأ شراٛزٌا ωp ، بِصلاجٌا ددشر تغذ٠ ( νp ) بٙزجِٛ يٛؽٚ ( λp ) ِٓ يلاخ َاذخزعا ( خللاؼٌا 18-I خ١ٌاٌّٛا ) ( خللاؼٌا ِٓ بجبزٕزعا 17-I ) [ 34 :] ( 18-I ) و c .ءٛؼٌا خػشع ( ؾعٌٛا خ١دبّع ْأ بّو ε خٕ٠شمث كٍؼزر ) سبغىٔلاا ( ٟئٛؼٌا n ) ًِبؼِٚ ( دبّخلإا k ،) خللاؼٌبث بٙ١ٍػ شجؼ٠ ( 19-I [ ٌٟبزٌبو خذػٌّٛا ) 7 ] :

03 ( 19-I ) = (n – ik)2 ε ًضّ٠ : n ٟم١مذٌا ءضجٌا : ، k : .ٌٟب١خٌا ءضجٌا :ْبو اراف  λp << λ ( νp > ν ) : ٟم١مذٌا ءضجٌبف ( حسبجؼٌٍ 19-I ْٛى٠ ) بجٌبع ٚ اذج ش١جو ٌٟب١خٌا ؛ بِ ٟطؼ٠ خٕ٠شل سبغىٔا ٟئٛػ [حش١جو 7 .]  λp > λ ( νp << ν ) : ٌٟب١خٌا ءضجٌا ( حسبجؼٌٍ 19-I ) شفظٌا ٌٝئ يٚإ٠ ِٓ ًؼج٠ بِ صبظزِلاا ف١ؼػ ؛ب ٗ١ٍػ شجٕ١ف خٕ٠شل ا سبغىٔ ٚ خججِٛ ْٛىر ٟئٛػ بج٠شمر خزثبص غِ شراٛر خجِٛ عبؼشلإا خللاؼٌبث ٖسبٙظئ ٓىّ٠ بِ از٘ ، ( 20-I ) [ 8 ] : √ √ ( ) _√ (20-I) ͚ ε : خ١دبّغٌا ّٝظؼٌا ، ωp : بِصلاجٌا شراٛر ، ω : شراٛر عبؼشلإا .

I

.

3

.

لأا

و تيحازنا تفافشنا تهقاننا ذيساك

:تًعطًنا

تٍغأ شجزؼر TCOs عٌٕٛا ِٓ ًلاٛٔ فبظٔأ n غلاٌّٛا ٟف ذ١عبولأا ْأ ش١د . بٙزمجؽ ْٛىر d10 حإٍِّ ،ٓ١جغولأا غِ ب٘ذؼث ًػبفززٌ )حشمزغِ( بِبّر ٖز٘ خ١ٕجٌا ؛خئفبىزِ ْٛىر حدبػ شغاٛش ٓػ خجربٌٕا ةٛ١ؼٌا ٓىٌ جغولأا خّٕر هٌزثٚ ،خٌٛٙغث خئفبىزِ ش١غ بٍٙؼجر ٓ١ دبٔٚشزىٌئ ٌ ًمٌٕا خِضذ [ 13،1 ] . ُ١ؼطزٌا خ١ٍّػ ُزر ٓ١غذر ذظل ـٌ خ١ئٛؼٌاٚ خ١ئبثشٙىٌا صاٛخٌا TCOs ، ف ُ١ؼطر خ١ٍّػ يٚأ ذٔبى بٙرذ٘بش داٌّٛا ٗرب٘ َبػ 1947 َ ( :Sb (SnO2 ًجل ِٓ J. M. MACHEL ٚ ( SnO2:Cl فشؽ ِٓ ) H. A. MCMASTER [ 32 .] :ٓ١ػٛٔ ٌٝئ ُ١ؼطزٌا فٕظ٠ n ٚ p خؼ١جؽ تغد ٍٝػ داسر تئاٛشٌا ذ١غولأٌ خفبؼٌّا ،فبفشٌا ًلبٌٕا بِ ٞدإ٠ ٌئ ءاٛع حذ٠ذج خ١لبؽ دب٠ٛزغِ سٛٙظ ٝ ٚأ خذٔبِ ٌّا حدبٌّا خ١ٕث ٟف دبٔٚشزىٌلاٌ خٍجمزغِ ط أشٕر ٟزٌا خّؼ [ًمٌٕاٚ إفبىزٌا ٟزثبظػ ٓ١ث 25 .] ٠ خ١ٍّؼٌا حضٙجلأا ٟف ًلإٌٛا فبظٔأ َاذخزعلا بدبزفِ ُ١ؼطزٌا ذؼ ،بذجبٔ ْٛى١ٌ خ١عبعأ ؽٚششٌ بمفٚ ذظم٠ ْبثٚر بٙث تئاٛشٌا ـٌ خ٠سٍٛجٌا خىجشٌا ٟف TCOs ٚ ،ُ١ؼطزٌا ٜٛزغِ خ١ذطع ، خطعاٛث تئاٛشٌا غ٠ٛؼر خىجشٌ خ١م١مذٌا ةٛ١ؼٌا [ 26 .]  عىننا ني ىيعطخنا n : ِٓ عٌٕٛا از٘ كمذز٠ طزٌا [ْذؼٌّا داسر ياذجزعبث ُ١ؼ 27 ٚأ ] [ٓ١جغولأا داسر 13 خىجشٌا ًخاد ] حدبٌّ خ٠سٍٛجٌا TCOs ، عٌٕٛا از٘ ٍٝػ يبضّو ُؼط ٠ (ش٠ذظمٌا ذ١غوأ SnO2 (سٍٛفٌا خطعاٛث ) F [) 27 ،] (ذٌبثٛو Co [) 28 ْاّٛ١زٔلأا ،] ( Sb ) [ 13 ( َٚشث ،] Br ) [ 14 (سٍٛو ،] Cl ) [ 32 ،] ( َٛ١ثٛ١ٔ Nb ) [ 29 ،] ( َٛ٠دبو Cd ) [ 3 ،] ( ٓ١رلاجٌا Pt ) [ 14 ( طبذٌٕاٚ ،] Cu ) [ 49 .] هٔضٌا ذ١غوأ ُ١ؼطر ٓىّ٠ ٜشخأ خٙج ِٓ ( ZnO َٛ١ٌّٕلأا :ِٓ ًىث ) ( Al ) [ 41 َٛ١ٌبجٌا ،] ( Ga ) [ 34 سٍٛفٌا ،] ( F سٛجٌاٚ ) ( B ) [ 32 َٛ٠ذٔلأا ،] ( In ( َٛ١ض١ٌٍاٚ ) Li ) [ 25 ( خؼفٌا ،] Ag ( َٛ٠ض١ٕغٌّاٚ ) Mn ) [ 29 .]

مظفنا I ثاييىًع لىح ذيساكلأا تهقاننا تفافشنا 04 ٟف عٌٕٛا ِٓ ُ١ؼطزٌا n ٍٝخزر داسزٌا خذٔبٌّا بٙربٔٚشزىٌا ٓػ ٘اٛزغِ شٙظ٠ ٓ٠أ ٟلبطٌا ب ِٓ ت٠شل حششبجِ ًمٌٕا خثبظػ [ 25 ِٕ خجربٌٕا حشذٌا دبٔٚشزىٌلاا ض١وشر دذذ٠ بّو ،] عبفرسلاا بٙ خ١ٍلبٌٕا ٟف خج١زٔ خ١ئبثشٙىٌا ةاشزللا ؛ًمٌٕا خِضد ِٓ ِٟشف ٜٛزغِ داص ارئ بّٕ١ث تجغ٠ ذمف ٓ١ؼِ ذد ٓػ ض١وشزٌا ٍلبٌٕا ٟف عبفخٔا [ خ١ 36 .]  عىننا ني ىيعطخنا :p ّٝغر داسر َاذخزعا ُز٠ عٌٕٛا از٘ ٟف َٛمر ٟزٌا دلاجمزغٌّبث صبٕزلبث ٌٝئ ٞدإ٠ بِ ؛دبٔٚشزىٌلاا سٛٙظ خ١لبؽ دب٠ٛزغِ ِٓ خج٠شل إفبىزٌا خثبظػ [ 25 [ٓ١جغولأا داسر ياذجزعبث ] 34 هٌر يبضِ ،] ُ١ؼطر ( هٔضٌا ذ١غوأ ZnO ( دٚص٢بث ) N ٚأ ،) ُ١ؼطزٌا َٛ١ٌّٕأ طٚدضٌّا -( دٚصآ N-Al ش١د .) فشزوأ خ١ٍلبٌٕا عٌٍٕٛ خ١ئبثشٙىٌا p حشِ يٚأ . AOKI et al َبػ 3991 َ [ 25 .] ًىشٌا شٙظ٠ ( 3-I ) حٛجفٌبث حض١ٌّّا خّؼطٌّاٚ خ١رازٌا خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأا ٓ١ث خلبطٌا دبثبظػ فلازخا خ١لبطٌا Eg . مكشنا ( 3-I ) : ـٌ خ١لبطٌا دب٠ٛزغٌّا TCO [خّؼطٌّاٚ خ١رازٌا 43 .] ٟف ش١غر ٌٝئ ٞدإ٠ ُ١ؼطزٌبف عشػ ـٌ خ١لبطٌا حٛجفٌا TCOs خج١زٕو ذجاٛزٌ خٕذشٌا ًِاٛد خّجشزِ خللاؼٌبث ( 21-I ) :خ١ٌبزٌا ( 21-I ) Eg0 خ١لبطٌا حٛجفٌا : .خ١رازٌا حدبٌٍّ Eg .ُ١ؼطزٌا ذؼث حدبٌٍّ خ١لبطٌا حٛجفٌا : ΔEg .ُ١ؼطزٌا ذؼثٚ ًجل حٛجفٌٍ ٟلبطٌا قشفٌا : ةبغد ٓىّ٠ ٜشخأ خٙج ِٓ ΔEg خللاؼٌبث ( 22-I ) خ٠شظٔ تغد حبطؼٌّا Burstein-Moss [ 8 :] (22-I) ( ) ΔEg =

05 :ش١د e ْٚشزىٌلإا خٕذش : ، h هٔلاث ذثبص : ، ne حشذٌا دبٔٚشزىٌلإا خفبضو : ، * m : ْٚشزىٌلإٌ خٌبؼفٌا خٍزىٌا ، β : .ّٝظؼٌا حذشٌا فظزِٕ ذٕػ ّٟظػلأا عشؼٌا

I

.

4

.

(شيذظقنا ذيسكأ

SnO

2

:)

َبع ش١غ ،خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأا خٍئبؼٌ ّٟزٕر حدبِ ش٠ذظمٌا ذ١غوأ ٚ بِ عسلأا ٍٝػ شفٛزِ ذ٠ ٍٗؼج ٝظ َبّز٘بث ٚ دلابجِ حذػ ٟف ش١جو دبم١جطر [ 43 ] . ذ١غوأ ذؼ٠ عٌٕٛا ِٓ ًلبٔ فظٔ ش٠ذظمٌا n ضئبظخ ٚر ّز٠ بّو ،حذ٠ذػ ٖساشمزعاٚ ،ّٕٗص ذ٘ضث ض١ ٌٟبؼٌا ٟئب١ّ١ىٌا [ 44 ] . فظز٠ ٗز١ٍثبل َذؼث ذ١غولأا از٘ ٌ ٌا ٟف ْبثٚزٍ ٚ ،ءبّ تؼظ٠ ٟف ٗزثارئ عبّدلأا ٚأ ؛دب٠ٍٛمٌا ًىشز٠ ٕٗىٌ غِ خٌٛٙغث ً١غوٚسذ١ٌٙا ٍٞٛمٌا [ 45 خ١ى١ٔبى١ِ خثلاظث بؼ٠أ غزّز٠ ،] ٚ [خ١ٌبؼٌا حساشذٌا دبجسد خِٚبمِ 12 .]

I

.

4

.

1

.

خنا

ىيضيفنا ضئاظ

ـن تيئايًيك

(

SnO

2

:)

I

.

4

.

1

.

1

.

:تياعنا تيئايضيفنا ضئاظخنا

ضخٍ٠ ٌٟاٌّٛا يٚذجٌا (3-I) ؼٌا خ١ئب٠ض١فٌا صاٛخٌا ُ٘أ ذ١غوأ بٙث غزّز٠ ٟزٌا خِب بِ ،ش٠ذظمٌا ٓػ ٖض١ّ٠ :ذ١عبوأ ِٓ ٖش١غ لوذجنا (3-I) : ــٌ خ١ئب٠ض١فٌا ضئبظخٌا ُ٘أ SnO₂ [ 3 ] . خّ١ل ضئبظخ 159.79 6.915 1629 3229 7.8 خ١ٌاٌّٛا خٍزو (g/mol) خفبضو (g/cm3) خطمٔ سبٙظٔلاا (°C) ْب١ٍغٌا خطمٔ (°C) طب١مِ خثلاط (Moh)

I

.

4

.

1

.

2

.

تينوشخكنلإا تيضحنا تينب( تينوشخكنلإا ضئاظخنا

)

:

خ١ٕجٌا :ٌٟبزٌبو ْٛىر ش٠ذظمٌا ذ١غولأ خ١ٔٚشزىٌلإا ا ٓ١جغولأ (O) : .1s22s22p4 ( ش٠ذظمٌا Sn :) s23p63d104s24p64d105s25p2 2 s22s22p6 1 . خ١زذزٌا دبمجطٌا ْأث ٟٔٚشزىٌا غ٠صٛزٌا شٙظ٠ ٌ دساٛش Sn+4 خئٍزِّ بٌٙ خ١جسبخٌا خمجطٌا بّٕ١ث ،ب١ٍو 19 دبٔٚشزىٌئ (4d10) ٜٛزغٌّا ٛ٘ بِبّر ؽسبف خلبؽ ٜٛزغِ ٝٔدأ دساٛشٌا ٖز٘ ٟف ، s ُ٘بغر ْأ خجشٌّا ِٓٚ ، ًمٌٕا خثبظؼٌ ٍٟفغٌا ءضجٌا ٟف [ 18 ] .

مظفنا I ثاييىًع لىح ذيساكلأا تهقاننا تفافشنا 06

I

.

4

.

1

.

3

.

تيىينبنا ضئاظخنا

:

ّٟزٕ٠ ش٠ذظمٌا ذ١غوأ (SnO2) ٌا خػّٛجٌّا ٌٝئ خ١غاشف P42/mnm خ١ػبثس خ٠سٍٛث خ١ٕث هٍزّ٠ ٛٙف ، ا ذ٠ش١زعبو ُعبث خفٚشؼِ ب٠اٚضٌ ر ٚ خىجش ً١رٚس عٛٔ ِٓ [ 34،8 ] ، خ١ٍخ ساشىر ٍٝػ خ٠سٍٛجٌا خىجشٌا ذّزؼر ًىشٌا ٟف خذػٌّٛاٚ ذ١غولأا ازٌٙ حذدٌٛا (4-I) : مكشنا (4-I) : خ١ٍخٌ ٟط١طخر ُعس حذدٚ SnO₂ [ 45 ] . حسٍٛجٌ خٔٛىٌّا حذدٌٛا خ١ٍخ ض١ّزر (SnO2) خ١ىجش ذثاٛضث ـث حسذمِ : C=3.19Å ٚ a=b=4.74 Å ٖزٙف ، ش٠ذظل ٟرسر ِٓ ْٛىزر خىجشٌا ( Rsn+4=0.71 Å ) ر ّز علاػلأا ٞٚبغزِ شٍضِ طٚؤس ٍٝػ غػٛ ؛ بّٕ١ث ٓ١جغولأا ِٓ داسر غثسلأا ( RO-2=1.40 Å ) ّص طٚؤس ذٕػ غمر ُظزِٕ ٟٔب ، ٖبجرلاا فطٚ فٍزخ٠ بّو ش١ؼذر خم٠شؽ تغد ٍٝػ ًظفٌّا ٞسٍٛجٌا SnO2 [ 45 ] .

I

.

4

.

1

.

4

.

ضئاظخنا

:تيئىضنا

ٖش١ؼذر ْأث ش٠ذظمٌا ذ١غوأث خمٍؼزٌّا خ١ئٛؼٌا ضئبظخٌا فٍزخِ ذ٠ذذزث خطبخٌا دبٕ٠بؼٌّا شٙظر ٟف خئ١٘ خم١لس دبمجؽ ض١ّز٠ ٍٗؼجر سٍٛفٌبث ُؼطٌّا ش٠ذظمٌا ذ١غوأف ،ٟئشٌّا يبجٌّا ٟف خ١ٌبػ خ٠ربفٕث (SnO2:F) ِٓ شضوأ ٌٝئ ٗ١ف خ١ئٛؼٌا خ٠ربفٌٕا ًظر يبضٌّا ً١جع ٍٝػ % 89 ٟف ٟئشٌّا يبجٌّا nm [ 299,999 ] ِٓ عبفخٔا عدلا٠ بّٕ١ث ؛ٟغ١ؽبٕغِٚشٙىٌا ف١طٌا خ٠ربفٌٕا ٟف يبجٌّا ف١طٌا ِٓ ٟجغفٕجٌا قٛف خ١ٍّؼث شغف٠ بِ خٕ١ؼٌا ٍٝػ دساٌٛا عبؼشلإٌ صبظزِا [ 27 ] ًىشٌا يلاخ ِٓ ٗذ١ػٛرٚ ٖسبظزخا ٓىّ٠ بِ ٛ٘ٚ ، (5-I) ٞزٌا ربفٌٕا دب١ٕذِٕ ًضّ٠ ـٌ (SnO2:F) دساٌٛا عبؼشلإٌ ٟجٌّٛا يٛطٌا خٌلاذث حشِ ًو ٟف ُ١ؼطزٌا ت١وشر ش١١غزث ، خؼشلأا يبجِ ٟف طبىؼٔا خ١ٍّػ خم١لذٌا َلافلأا ٖز٘ شٙظر بّو ذذر ف١طٌٍ ءاشّذٌا .

07 مكشنا :(5-I) خ١ئٛؼٌا خ٠ربفٌٕا ف١ؽ (SnO₂:F) [ 27 ] . بّو يلاخ ِٓ خ١لبطٌا حٛجفٌا ذ٠ذذر ٓىّ٠ خ١ئٛؼٌا خ١فب١طٌّا ٞزٌا ،ش٠ذظمٌا ذ١غولأ هٍّ٠ خػِّٕٛ خثبظػ ِٓ سذمر ev 2.6 ٌٝئ ev 4 [ 46 ] ش١ؼذر دب١ٕمزث كٍؼزِ فلازخلاا از٘ ، SnO2 شٙظ٠ٚ .خم١لس دبمجطو ًىشٌا (6-I) خلبطٌا دبثبظػ ـٌ SnO2 ، خّ١مٌا ْأ عدلا٠ ٌٗلاخ ّٓف إفبىزٌاٚ ًمٌٕا ٟزِضذٌ ّٝظؼٌا ذزِّ ح خؼشلأا سٛذِ ظفٔ ٍٝػ ⃗⃗⃗ ش١خلأا از٘ ، ٓ٠ٍٛ٠شث خمطِٕ ٟف خجٌّٛا عبؼش ًضّ٠ ( Brillouin ، ) ٓج٠ بؼ٠أ ْأ ٍٝػ ب٠دّٛػ ْٛى٠ ًمٌٕا خِضد ٌٝئ إفبىزٌا خِضد ِٓ دبٔٚشزىٌلاا يبمزٔا ⃗⃗⃗ ، ذ١غولأ ْأ يٛمٌبث خّغ٠ بِ [حششبجِ خ١لبؽ حٛجف ش٠ذظمٌا 34 ] . مكشنا :(6-I) ُعس ٟذ١ػٛر خلبؽ دبثبظؼٌ (SnO2) [ 34 .]

I

.

4

.

1

.

5

.

تيئابشهكنا ضئاظخنا

:

فظٔ خجظ٠ ٗٔاف إفبىزٌا َذػ خٌبد ٟف ٓىٌ ؛ئفبىزٌّا ٍٗىش ٟف لاصبػ ٗٔٛىث ٟمٌٕا ش٠ذظمٌا ذ١غوأ ض١ّز٠ عٌٕٛا ِٓ ًلبٔ n [ 3 ] يبجٌّا ٟف ْٛىر دبٔٚشزىٌا ٟف خٍضّزٌّا حشذٌا خٕذشٌا ًِاٛد ض١وشزف ، 3 -cm [ 1019,1020 ] خجربٔ بعبعأ ِٓ ٓ١جغولأا شغاٛش بٙز١ٕث ًخاد [ 29 ] ٟئبثشٙىٌا نٍٛغٌا ٓ١غذر ٓىّ٠ بّو . ـٌ (SnO2) دساٛشٌ خٍ٠ذث تئاٛش يبخداث ُ١ؼطزٌا ك٠شؽ ٓػ (Sn+4) أ (ٚ 2 -O ) [ 24 ] .

مظفنا I ثاييىًع لىح ذيساكلأا تهقاننا تفافشنا 08

I

.

4

.

2

.

شيذظقنا ذيسكأ ثاقيبطح

(SnO

2

)

:

فٍزخِ ٟف ب١جٌٕٛٛىر بٌٙلاغزعا خ١ٔبىِئ ٛ٘ خفبفشٌا خٍلبٌٕا ذ١عبولأا ش٠ٛطرٚ خعاسذٌ ٟعبعلأا فذٌٙا بزٌّا دبم١جطزٌا خجغٌٕبث بِٕٙ غؼث ٍٟ٠ بّ١فٚ ،خد ـٌ (SnO2) :  صاغنا فشاىك : ٟ٘ حسبجػ ٍٝػ ٝمٍزر حضٙجأ خ١جٌٛٛ١ث ،خ١ئب١ّ١و حسبشئ ٚأ ، ٚ خ١ئب٠ض١ف بٌٙٛذر حسبشئ ٌٝئ خ١ئبثشٙو اد ّٓػ حس [ 47 ] ، ِٓ ًىشٌّا خطغٌبف (SnO2) ءاٌٍٛٙ عشؼٌّا ضزّ٠ ش١خلأا از٘ ،ٓ١جغولأا O2) أ ٚ 3 -O ) ٠ خمطّٕو خطغٌا ٍٝػ فضى ةٛؼٔ لاٌ خطع ذذر دبٔٚشزىٌ SnO2 ِ ر ش٠ذظمٌا ذ١غوأ ِٓ ًؼج٠ بِّ حششبج ٚ خ١ٌبػ خِٚبمِ [ 8 ] . ضئبظخ ًؼفث SnO2 فظٕو ( يبغزشلاٌ خٍثبمٌا داصبغٌٍ طبغد ٛٙف صبغٌا فشاٛىٌ بعبعأ ِٕٗ ذٍؼج ًلبٔ H2 , CH4 ٚأ ،) خِبغٌا ( CO ، H2S ) ، َبػ ٟف 1963 ت١عشر ُر َ SnO2 ًجل ِٓ خم١لس خمجطو TAGUSHI ٌٝئ ٜدأ بِ ٟف ٞسبجر فشبو يٚأو ٌٗلاغزعا 1968 خوشش( َ Figaro عشر ٍٝػ فشىٌٍ ) صبغٌا ت [ 3 ] .  ايلاخنا تيئىضنا تيسًشنا َاذخزعا ُز٠ : SnO2 خ١ئبثشٙىٌا ةبطللأا ٟف خفبفشٌا ب٠لاخٌٍ ( خ١غّشٌا PV ،) ً٠ٛذر ًجلأ فظٔ َذخزغر ءبثشٙو ٌٝئ ٟغّشٌا عبؼشلإا ًلبٔ ِٓ SnO2 ؾجّٙو ًخاد حذغولأا دب١ٍّػ ٟف PV بٙ١ٍػ دساٌٛا ٟغّشٌا ف١طٌا ِٓ سذل شجوأ ةبؼ١زعا ذظل [ 32 ] .  ايساشح لوضعًنا جاجضنا ِٓ خمجطث طبجضٌا ٍٝط٠ : SnO2 ،شضوأ خثلاط زخلأ َذخزغر هٌزو ٌّا ش١غ خؼشلأا ِٓ قاٛو خج١زٕو هٌرٚ ؛خ١ئش ٗز١فبفشٌ ٟئشٌّا يبجٌّا ٟف خ١ٌبؼٌا ( ~ 90% صاٛخٚ ) ذذر يبجِ ٟف طبىؼٔلاا ٟغ١ؽبٕغِٚشٙىٌا ف١طٌا ِٓ شّدلأا عبؼشلإٌ [ 44 ] . خ١زر حش١خلأا ٖز٘ ِٗاذخزعا ٞساشد ضجبذو ذذ٠ ِ ٚأ ،ٟجسبخٌا ؾعٌٛا غِ يدبجزٌا ٓ ب٠اشٌّبث ٗز١ّغر ٓىّ٠ بِ خٕخبغٌا HMF (

Heat Mirror Films ) [ 7 ] .  ثايساطب يهنا وىيث : خلبطٌا ٓ٠ضخر دب٠سبطث خٌّٛذٌّا دب١جٌٕٛٛىزٌا تٍطزر ؛ ُز٠ تجغٌا ازٌٙ دب٠سبطجٌا ِٓ عٌٕٛا از٘ ًخاد ْٛثشو ٍٝػ حسبجػ ذؼظٌّا ْٛى٠ بّٕ١ث ؾجّٙو َٛ١ض١ٌٍا َاذخزعا [ 45 ] . َبػ ٟفف 3999 َ ك٠شف َبل شذث Tarascon غ١ٕظزث وأ ِٓ دب٠سبطجٌٍ خ١ئبثشٙو ةبطلأ ذ١غ ش٠ذظمٌا ِٓ ذذٌٍ َاذخزعا ْٛثشىٌا حسذل ِٓ ٗىٍّ٠ بٌّ اشظٔ ؛ خ١ٌبػ ٓ٠ضخزٌٍ [ 28 ] .

I

.

5

.

جنابىكنا

(

Co

)

:

ْذؼٌّا ٛ٘ ذٌبثٛىٌا ًلبٌٕا خػّٛجٌّا ٟف VIII B ِٓ ٞسزٌا ٖدذػ ،ٞسٚذٌا يٚذجٌا 37 ، ًؼج٠ بِ از٘ ٟر٢بو ٟجسبخٌا ٟٔٚشزىٌلاا ٗؼ٠صٛر d74s2 2 غِ نسبشز٠ ذٌبثٛىٌا ، ًى١ٌٕاٚ ذ٠ذذٌا ٟف خ١غ١ؽبٕغٌّا خ١طبخٌا هٍزّ٠ بّو ،خػّٛجٌّا ظفٔ ّٓػ ٛ٘ٚ شمزغِ ذداٚ ش١ظٔ خؼشِ ٜشخأ شئبظٔٚ ، ؾمف بِٕٙ فٚشؼِ Co 57 Co, 69 ، ( بّ٘ حذغوأ ٟزٌبد ٟف ذجاٛز٠ ْأ ٓىّ٠ ْذؼٌّا از٘ + 3 + ، 2 ض١ّز٠ ٗٔٛو ٌٝئ خفبػلإبث ،) ٍْٛثٚ خثلاظٌبث خفشغٌا حساشد خجسد ذٕػ ٟؼف ٞدبِس [ 48 ، 49 ] . شٙظ٠ يٚذجٌا (4-I) صاٛخٌا ُ٘أ :خ١ئب١ّ١ىٌا شطبٕؼٌا غ٠صٛزٌ ٞسٚذٌا يٚذجٌا ًخاد ذٌبثٛىٌا بٙث غزّز٠ ٟزٌا خ١ئب٠ض١فٌا لوذج (4-I) : خ١ئب٠ض١فٌا ضئبظخٌا ُ٘أ ـٌ Co [ 48 ] . خّ١مٌا خ١طبخٌا 58.92 1492 8.9 (خ١ئضج خٍزو g/mol ) (سبٙظٔلاا حساشد خجسد ° C ) خفبضو g/cm3

11 خ١ٍثبل ذٌبثٛىٌٍ ْبثٚزٌٍ بّٕ١ث ،خففخٌّا عبّدلأا ٟف ٗلٛذغِ شغظٌا ٟ٘بٕزٌّا خ١ٔبىِئ ٌٗ ٌ ْبثٚزٍ ءبٌّا ٟف ذٕػ /l mg 1.1 [ 48 ] َبػ ٟف ش١د ، 1725 َ َبل BRANDT يضؼث [ٟئب١ّ١و شظٕؼو ذٌبثٛىٌا 59 ] .

:تطلاخ

ٟٕػ ًظفٌا از٘ ذدأث ذدأ ٌا ذ١عبولأا ٟف خٍضّزٌّاٚ ًلإٌٛا فبظٔأ حش١خلأا ٖز٘ ،خفبفشٌا خٍلبٕ ُ٘أ ِٓ ذؼر غٌّا داٌّٛا ؛خض٠ذذٌا دب١جٌٕٛٛىزٌا ٍٝػ حشط١ غزّزر بٌّ ضئبظخ ِٓ ٗث ث ،خ٠ٛ١ٕ خ١ئٛػ ، حذ٠ذػ خ١ئبثشٙوٚ ، ضوس بّو سٛذِ ذؼ٠ ٞزٌا ش٠ذظمٌا ذ١غوأ ٍٝػ ًظفٌا از٘ حشؽبل شجػ ٗرب٘ خعاسذٌا خمفس ذٌبثٛىٌا ْذؼِ ، بلشطزِ ٛ٠ض١فٌا ُٙطاٛخ ُ٘أ ٌٝئ ٚ ،خ١ئب١ّ١و ش٠ذظمٌا ذ١غوأ ًؼفث خدبزٌّا دبم١جطزٌا .