دراسة تأثير التشويب بالخارصين على الخواص التركيبية والكهربائية لاغشية CdTe الرقيقة كھربائیة الغشیة الیبیة وص التركالخوا فيالتشویب بالخارصین دراسة تأثیر CdTe الرقیقة حمدعلیة عبد المحسن شھاب جامعة بغداد )/ابن الھیثم (كلیة التربیة للعلوم الصرفة /قسم الفیزیاء عبد سھام ناجي إقبال جامعة بغداد /كلیة العلوم /قسم الفیزیاء هللاعبد محمد إبراھیمھناء جامعة بغداد )/ابن الھیثم (للعلوم الصرفة كلیة التربیة /قسم الفیزیاء 2013 ایار 5 ، قبل في: 2012تشرین الثاني 19 أستلم في: خالصةال ) النقی�ة والمش�وبة بالخارص�ین CdTeألغش�یة تیلیرای�د الك�ادمیوم( والكھربائی�ةعض الخ�واص التركیبی�ة لقد أجریت دراسة ب )Zn)% المرسبة على أرضیات زجاجیة عند درجة حرارة أرضیة (0.5,1,1.5) وبالنسب ،(423K) 300) وبس�مكnm ( ).5Torr-10×2) باستعمال تقنیة التبخیر الحــراري المــزدوج في الفراغ تحت ضغط (0.5nm.s-1وبمعدل ترسیب ( ع�ن طری�ق فحوص�ات األش�عة الس�ینیة، وتب�ین أن وبع�ده وتمت دراسة الخواص التركیبی�ة لألغش�یة المحض�رة قب�ل التش�ویب ، وان عملیة التش�ویب [111]النقیة والمشوبة ذات تركیب متعدد التبلور ومن النوع المكعب باالتجاه المفضل CdTeأغشیة لألغشیة الرقیقة.أدت إلى تحسین في التركیب البلوري ، وان Ea1 ،Ea2الحظنا وجود طاقتین للتنش�یط K(495-291)المستمرة ضمن المدى الكھربائیة وخالل قیاسات التوصیلیة ) لتلك األغشیة d.cσفان التوصیلیة الكھربائیة المستمرة ( من ثمو Znقیم طاقتي التنشیط تقل مع زیادة النسبة المئویة لشوائب ) n-typeھ�ي م�ن الن�وع الس�الب ( CdTeتب�ین م�ن قیاس�ات ت�أثیر ھ�ول أن التوص�یلیة الكھربائی�ة المس�تمرة ألغش�یة ت�زداد. ، وان تركی�ز ح�امالت الش�حنة ی�زداد م�ع زی�ادة نس�ب Zn) عن�دما تش�وب األغش�یة ب�ـp-typeوتص�بح م�ن الن�وع الموج�ب ( ) تقل.μHفان تحركیة ھول ( من ثمالشوائب و الخواص التركیبیة والكھربائیة. ، الخارصینالتطعیم ب ، تیلیراید الكادمیوم ة:الكلمات المفتاحی 137 | Physics @a@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹127@@ÖÜ»€a@I1@H@‚b«2014 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 27 (1) 2014 المقدمة وس�یلة مناس�بة دتع� إذ [1]التقنیات التي ساھمت في تطویر دراسة اشباة الموص�الت أھمتعد تقنیة االغشیة الرقیقة واحدة من .[2] للوصول الى الخواص الفیزیائیة والكیمائیة للمواد التي یصعب دراسة خواصھا وھي في شكلھا الكتلوي الطبیعي ) فھ��و ینتم��ي ال��ى مجموع��ة II-VIالسادس��ة)(-الموص��لة للمجموعة(الثانی��ة ھھ��و اح��د مركب��ات ش��بCdTeالمرك��ب الثن��ائي .[3]الجالكوجینات ان لھ معام�ل امتص�اص ع�ال ف�ي المنطق�ة المرئی�ة إذ احد المواد المناسبة لتطبیقات الخالیا الشمسیة بكونھیتمیز ھذا المركب ة تحوی��ل الطاق��ة ی��والقریب��ة م��ن اعظ��م قیم��ة لكفا) 1.5eV(المباش��رة الطاق��ةفج��وة للطی��ف الشمس��ي ووتح��ت الحم��راء القریب��ة یجعلھ�ا (2µm)ن تحضیر اغشیة ھذا المرك�ب بس�مك یق�ارب ، ولھذا فأ[4,5]الشمسیة جعلت منھ مركب مثالي لھذا التطبیق .[6]تقریبا%100قادرة على امتصاص ضوء الشمس الساقط بنسبة ال�ذي یمتل�ك ن�وعي التوص�لیة الكھربائی�ة الموجب�ة (II-VI) المركب الوحید من ب�ین مركب�ات المجموع�ة CdTe یعد مركب یمك���ن الحص���ول عل���ى اغش���یة رقیق���ة م���ن الن���وع الموج���ب واخ���رى م���ن الن���وع الس���الب حس���ب ن���وع الش���ائبة إذوالس���البة، ، كم�ا تس�تخدم [8]الرقیق�ة ایض�ا ف�ي ص�ناعة المف�ارق المتجانس�ة وغی�ر المتجانس�ةCdTe ،ل�ذلك ت�دخل اغش�یة [7]المض�افة .[9]ك تدخل في صناعة العدساتالرقیقة بوصفھا نوافذ بصریة في منطقة االشعة تحت الحمراء وكذلCdTe اغشیة ، ةف�ي خواص�ھا التركیبی�ة والفیزیائی� مھم�ةبذرات معادن مختلفة یحدث تغیرات (CdTe) ن تشویب أغشیة تیلراید الكادمیومإ ف�ي CdTe تس�تخدم اغش�یة . [10]ةالخالی�ا الشمس�یمث�ل مم�ا یجع�ل ھ�ذا المرك�ب مھم�ا ف�ي مج�ال تقنی�ة االغش�یة الرقیق�ة [11].الة الصلبة مثل كواشف االشعة السینیة واشعة كاماصناعة كواشف الح الرقیق�ةCdTe الخ�واص التركیبی�ة والكھربائی�ة الغش�یة ف�يفي ھذا البحث سنتاول دراسة تاثیر نسب التشویب بالخارصین . المحضرة بطریقة التبخیر الحراري العملي زءالج النقیة والمشوبة CdTe أغشیةلترسیب (Edward 306)من نوع (Coating Unit)جھاز وحدة التغطیة استخدم المحضرة CdTeمادة استعمال لترسیب اقطاب التوصیل الجراء القیاسات الكھربائیة. تم نفسھ الجھاز استخدم،كما (Zn)ب تحتالمطلوبة بطریقة التبخیر الحراري المزدوج في الفراغ األغشیةلتحضیر ) (Balzersمن شركة %99.999بنقاوة والمثبتة على (423K) أساسوبدرجة حرارة (Coring Glass)زجاجیة من نوع أرضیات) على Torr(5-10*2 ضغط .تم التحكم بدرجة حرارة االساس بوساطة مزدوج حراري (Mo)منیومن الحویض المصنوع من المولبد(15cm)بعد ومن الخارج لألرضیةیوضع بتماس مع السطح العلوي یدخل عن طریق فتحة محكمة الغلق (Alumel-Chromal)نوع تم التأكد من سمكھا باستخدام طریقة األغشیةدرجة الحرارة.بعد تحضیر ئتقر ساطةبو جھاز ثرمومیتر رقميب یتصل الشوائب إضافةومعرفة مدى تأثیر (300nm)التركیب البلوري لمادة الغشاء المحضر بسمك شخصالتداخل الضوئي. ألجراء. (λ=0.154nm)، (Cu-Kα)السینیة األشعةجھاز خدامالتركیب البلوري باست في %(0.5,1,1.5)وبالنسب مناسبة على أقنعةوباستخدام (Al) األلمنیومالتوصیل من مادة أقطابالمحضرة تم ترسیب لألغشیةالقیاسات الكھربائیة نوع الكترومیترباستخدام σd.c)( المستمرة التوصیلیة الكھربائیة حسبت.األغشیةقبل ترسیب الزجاجیة األرضیات (Keithely 616 Electrometer) (495-291) لقیاس المقاومة الكھربائیة ضمن المدى الحراريK، اما قیاسات تأثیر (المار وذلك لقیاس التیار (Keithley)نوع انمقیاس ،(D.C.Power Supply)مجھز قدرة باستخدام أجریتھول فقد (Ix وفولتیة ھول،(VH) شدتھبعد تسلیط مجال مغناطیسي (B=0.257Tasla). النتائج ،ك�ذلك %(0.5,1,1.5)وبالنس�ب (Zn)الرقیقة النقیة والمشوبة بCdTe ألغشیة(XRD)السینیة األشعةتتضمن نتائج حیود نتائج القیاسات الكھربائیة (التوصیلیة الكھربائیة المستمرة،تأثیر ھول). المناقشة الخواص التركیبیة تتأثر بشدة بالخصائص التركیبیة CdTeة نبائط أغشیة ین كفاا ، إذمھمة جدا CdTeتعد دراسة الخواص التركیبیة ألغشیة [12].لتلك األغشیة المحض�رة األغش�یةالنقی�ة ب�أن CdTe ألغشیة) XRDالسینیة ( األشعة) الذي یمثل نتائج حیود 1aنالحظ من خالل الشكل ( النقی��ة كان��ت ذات تركی��ب متع��دد التبل��ور األغش��یة أن] مم��ا یش��یر ال��ى 311]و [220] و[111تمتل��ك ث��الث قم��م باالتج��اه [ )Polycrystalline) وم�ن الن�وع المكع�ب (Cubic] وھ�ذه النتیج�ة تتف�ق م�ع م�ا توص�ل إلی�ھ].111) وباالتج�اه Ebeid et al.[13] .1( اإلش��كال أم��اb,c,dتمث��ل نت��ائج ( ) الت��يXRD (ألغش��یة CdTe المش��وبة بالنس��ب Zn) %0.5,1,1.5 عل��ى ( م�ع وج�ود انح�راف أیض�ا] 311]و [220] و[111المش�وبة تمتل�ك ث�الث قم�م باالتج�اه [ األغشیةفتوضح بأن جمیع والي،الت التركی�ب البل�وري ف�ي) . مم�ا یش�یر ال�ى انع�دام الت�أثیر الواض�ح 1) وكم�ا ھ�و موض�ح بالج�دول (2θبسیط ف�ي مواق�ع القم�م ( 138 | Physics @a@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹127@@ÖÜ»€a@I1@H@‚b«2014 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 27 (1) 2014 وج��ود ش��وائب ف��ي بل��ورة ق��د ال یسبــــ��ـب تغی��راً أن. وق��د یع��زى الس��بب ال��ى Znش��وائب إض��افةالنقی��ة عن��د CdTe ألغش�یة ] ی�زداد 111كما یتضح من خالل طیف الحی�ود لألغش�یة كاف�ة إن ارتف�اع القم�ة باالتج�اه [[14]. واضحاً في تركیبھا البلوري ] مما یشیر إلى إن عدد الذرات التي ترتب نفس�ھا 311] و [220ینما یقل ارتفاع القمتین باالتجاه [كلما زادت نسبة التشویب ب ]، أي إن درج�ة 311] و [220في األغش�یة المحض�رة ف�ي ح�ین یق�ل باالتج�اھین [ Zn] یزداد مع زیادة نسب 111باالتجاه [ المش�وبة CdTe)ام�تالك أغش�یة (XRDتوض�ح نت�ائج تزداد م�ع زی�ادة نس�بة الش�وائب، كم�ا [111]تبلور األغشیة باالتجاه درجة عالیة من التبلور مما یشیر إلى حصول تحسن كبی�ر ف�ي التركی�ب البل�وري لألغش�یة المحض�رة عن�د Zn%1.5بنسبة یقت�رب تركیبھ��ا م�ن التركی��ب البل��وري أح�ادي التبل��ور وھ�ذه النتیج��ة ق��د انعكس�ت عل��ى الخ�واص األخ��ر لھ��ذه إذتل�ك النس��بة، شیة .األغ الخواص الكھربائیة التوصیلیة الكھربائیة المستمرة: النقیة والمشوبة فقد قمنا بدراس�ة التوص�یلیة الكھربائی�ة CdTeیة التوصیل في أغشیة آلللحصول على معلومات حول طبیعة –291)) ض��من الم��دى الح��راري Activation Energy) دال��ة لدرج��ة الح��رارة وحس��اب طاق��ة التنش��یط (σd.cالمس��تمرة ( 495)K. ال��ذي یمث��ل العالق��ة ب��ین (2)یب��ین الش��كل(lnσd.c) دال��ة لمقل��وب درج��ة الح��رارة (103/T) ولجمی��ع األغش��یة ازدیاد قیم التوصیلیة الكھربائیة المستمرة م�ع زی�ادة درج�ة الح�رارة وھ�ذه م�ن الص�فات الممی�زة المحضرة (النقیة والمشوبة) فحوص�ات كاف�ة، وھ�ذا یتف�ق م�ع نت�ائج CdTeكما یب�ین الش�كل وج�ود ط�اقتي تنش�یط ألغش�یة [14,15].ألشباه الموصالت (XRD)إن وج��ود ط��اقتي تنش��یط ی��دل عل��ى وج��ود میك��انیكیتین . التبل��ورتمتل��ك تركی��ب متع��دد ،اي ان االغش��یة المحض��رة .العالیةللتوصیل: أحدھما في الدرجات الحرارة الواطئة، واألخرى في درجات الحرارة :[16]ةحسابھما بأستخدام العالقة التالیالتي تم (Ea2, Ea1)إن قیمتي طاقة التنشیط σd.c=σ0exp(-Ea/kBT)……………………………. (1) ثابت بولتزمانkB درجةالحرارة المطلقة، T اقل توصیلیة معدنیة، σ0ان: إذ إن زیادة تركیز الشوائب السبب في ذلك إلى وقد یعزى . )2قالن مع زیادة نسبة التشویب وكما ھو موضح بالجدول (ت )(NA من ثمأدى إلى زیادة اقتراب مستوي فیرمي باتجاه حزمة التكافؤ و ) نقصان قیمة طاقة التنشیطEv- Ef( استناداً الى :[17]االتیةالعالقة Ef-Ev=kBTln(Nv/NA)………………………… (2) . تركیز القابالت.NA الكثافة الفعالة لمستویات الطاقة في حزمة التكافؤ، Nv ان: إذ ) ألغش�یة σd.c(R.T یمثل العالقة ب�ین التوص�یلیة الكھربائی�ة المس�تمرة بدرج�ة ح�رارة الغرف�ة ) الذي 3یتضح خالل الشكل ( CdTe 2لنا علیھ�ا والمدون�ة بالج�دول (وك�ذلك خ�الل النت�ائج الت�ي حص� دال�ة لنس�ب التش�ویب بالنس�ب كاف�ة النقیة والمشوبة ( لت��ي ت��م حس��ابھا باس��تعمال العالق��ةالمحض��رة واولجمی��ع االغش��یة حص��ول زی��ادة ف��ي ق��یم التوص��یلیة الكھربائی��ة المس��تمرة [18]:االتیة …………………………………(3) RWt L σ= سمك الغشاء tعرض القطب، Wالمقاومة لكھربائیة للغشاء،R، المسافة بین قطبي الغشاءLان: إذ ) CdTe) مع ذرات المادة األصلیة (Znمع زیادة نسب التشویب ، وقد یعزى السبب إلى ارتباط ذرات المادة الشائبة ( لتحتل الفجوات التركیبیة داخل الشبیكة مما یؤدي إلى تقلص عدد الفجوات التركیبیة، وقد یعزى [10]وبشكل تعویضي مساعدة موضعیة بوصفھا شوائب مكونة مستویات Znالسبب أیضا إلى حدوث تغیر في التركیب ناتج من دخول ذرات متقاربة داخل الفجوة مما یجعلھا تحتاج إلى جدیدة داخل فجوة الطاقة لھذا یكون انتقال حامالت الشحنة بین مستویات طاقة وھذا بدوره ة التوصیلمن المستویات الموضعیة فوق حزمة التكافؤ الى المستویات الموضعیة اسفل حزم طاقة أقل لالنتقال Rusuل الیةوھذه النتیجة تتفق مع ما توص K(495-291)ضمن المدى الـحراري الكـــھربائیة أدى إلى زیادة التوصیلیة et al.[19] ان التوصیلیة الكھربائیة المستمرة عند درجة حرارة الغرفة ألغشیة حیث وجد، إذCdTe تتراوح النقیة Teالمشوبة بـ CdTeفي حین بلغت قیمة التوصیلیة عند درجة حرارة الغرفة ألغشیة ، 1-(Ω.cm) (6-10-4-10)بین .1-(Ω.cm)0.13والمحضرة تحت نفس الظروف النقی�ة ج�اءت مطابق�ة CdTeعند درجة حرارة الغرفة التي حصلنا علیھ�ا ألغش�یة المستمرة إن قیمة التوصیلیة الكھربائیة عن�د درج��ة ح�رارة الغرف��ة الكھربائی��ة المس�تمرة بلغ��ت قیم�ة التوص�یلیة إذ، Hussain[20]للقیم�ة الت�ي حص��ل علیھ�ا الباح�ث -TS=473K،.10على أرضیات زجاجی�ة عن�د PVD)باستعمال تقنیة ( (300nm)النقیة والمرسبة بسمك CdTeألغشیة 139 | Physics @a@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹127@@ÖÜ»€a@I1@H@‚b«2014 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 27 (1) 2014 5(Ω.cm)-1الباحثة أماAbdulah[21] فقد وجدت إن ألغش�یةCdTe عن�د درج�ة ح�رارة مس�تمرة النقی�ة توص�یلیة كھربائی�ة . 1 .1-(Ω.cm) 2-10×903الغرفة بحدود حص��ول زی��ادة مفاجئ��ة ف��ي قیم��ة التوص��یلیة الكھربائی��ة (2)المدون��ة ف��ي الج��دول والنت��ائج (3)كم��ا یتض��ح خ��الل الش��كل ه البلوري لھ�ذ ذلك إلى التحسن الكبیر في التركیب وقد یعزى السبب في Zn%1.5المشوبة بنسبة CdTeالمستمرة ألغشیة زیادة التوصیلیة الكھربائیة بشكل مفاجئ. من ثماألغشیة مما أدى إلى تقلص حجم العیوب البلوریة بشكل كبیر و تأثیر ھول: النقیة والمش�وبة وذل�ك لمعرف�ة ن�وع وتركی�ز وتحركی�ة CdTeألغشیة تأثیر ھول في درجة حرارة الغرفة أجریت قیاسات ) لتلك األغشیة.Majority Carriersحامالت الشحنة األغلبیة ( ). فبع��د إیج��اد Ixالنقی��ة والمش�وبة ( CdTe) دال��ة لتی�ار أغش��یة VHالعالق�ة ب��ین فولتی��ة ھ�ول ( (4a,b,c,d)توض�ح األش��كال :[15]االتیة) باستعمال العالقة RHالمیل من ھذه األشكال وحساب معامل ھول ( RH=(VH/Ix)x(t/B)…………………………………(4) :یأتيتوصلنا الى ما تلك ) ، مما یشیر إلى إن حامالت الشحنة األغلبیة في n-typeالنقیة ھي من النوع السالب ( CdTeإن أغشیة .1 ) وقد Holes) ھي الفجوات (Minority Carriers) وحامالت الشحنة األقلیة (Electronsاألغشیة ھي اإللكترونات ( ) أكبر من كثافة فراغات Donors) البینیة التي تعمل بوصفھا واھبات (Cdیعزى السبب إلى كون كثافة ذرات الكادمیوم ( .(Te) [22] التلیریوم ) ، مما یشیر إلى إن حامالت P-typeوللنسب كافة ھي من النوع الموجب ( Znـالمشوبة ب CdTeإن أغشیة .2 الشحنة األغلبیة في تلك األغشیة ھي الفجوات وحامالت الشحنة األقلیة ھي اإللكترونات، وقد یعزى من ) داخل فجوة الطاقة وبالقربAcceptor Levels(قابلة.مستویات.تكوین.إلى.أدت.Zn.ذرات.إضافة.إن.إلى..السبب ، إذ) فأدى ذلك إلى زیادة كثافة الفجواتσd.cالمستمرة ( الكھربائیة حافة حزمة التكافؤ وھذا ما تعززه قیاسات التوصیلیة .تغیر نوع توصلیة الغشاءوھذا ما یفسره سبب أصبحت أكبر من كثافة اإللكترونات ) لغشاءσd.c(أدت إلى تغیر نوع %(0.5,1,1.5)وبالنسب Zn) إن إضافة شوائب 1 2,ونستنتج من النقطتین ( CdTe .وھذه النتیجة تتفق مع ما توصل إلیھ الباحث النقيDzhafarov et al.[23] . [15]:االتیةباستعمال العالقات P=1/RH.e……………………………..(5) n=-1/RH.e…………………………… (6) شحنة االلكترونe ان: إذ μH=σ|RH|…………………………… (7) یتض�ح خ�الل النت�ائج الت��ي إذ، كافة(النقی�ة والمش�وبة) CdTeتركی�ز ح�امالت الش�حنة األغلبی�ة وتحركیتھ�ا ألغش�یة حس�ب ) حص�ول زی��ادة ف�ي تركی�ز ح��امالت الش�حنة االغلبی�ة م��ع زی�ادة نس��ب 5الش��كل (،وخ�الل (3)والمدون�ة ف��ي الج�دول حص�لنا . إن زی�ادة تركی�ز ح�امالت الش�حنة م�ع زی�ادة نس�ب Hussain[24]التشویب ، وھذه النتیجة تتفق مع ما توصل إلیھ الباح�ث Zn، كم�ا یؤك�د دخ�ول ذرات CdTeف�ي أغش�یة Znالتشویب یتف�ق م�ع زی�ادة التوص�یلیة الكھربائی�ة المس�تمرة بزی�ادة نس�ب ثر ف��ي إن الش��وائب الت��ي ال ت��دخل ف��ي التركی��ب البل��وري تعویض��یا ال ت��ؤ إذ CdTeبش�كل تعویض��ي ف��ي التركی��ب البل��وري ل��ـ . [14]الشحنة تركیز حامالت ) تقل مع زیادة نسب التشویب، وق�د μHإن تحركیة ھول ( یتضح ) أیضا3النتائج المدونة في الجدول (و )6الشكل ( خالل ، أو ق�د یع�زى الس�بب بالنس�بة [17]تق�ل التحركی�ة م�ع زی�ادة نس�ب الش�وائب إذیعزى السبب إلى حدوث اس�تطارة بالش�وائب إل�ى إن حركی�ة اإللكت�رون أكب�ر م�ن حركی�ة الفج�وة (p-type) المش�وبة CdTeوأغش�یة (n-type)النقی�ة CdTeألغش�یة .[17]وھذا یعود بصورة رئیسة إلى الكتلة الفعالة األصغر لإللكترون االستنتاجات تم في ھذا البحث التوصل إلى أھم االستنتاجات اآلتیة: تركی�ب متع�دد التبل�ور وم�ن الن�وع المكع�ب، وإن والنقي المحضر بطریقة التبخی�ر الح�راري ف�ي الف�راغ ذ CdTeغشاء .1 .[111]ادة درجة تبلور األغشیة باالتجاه عملت على زی Znإضافة شوائب 140 | Physics @a@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹127@@ÖÜ»€a@I1@H@‚b«2014 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 27 (1) 2014 ، وإن K(495-291)عالی��ة وط��اقتین للتنش��یط ض��من الم��دى الح��راري كھربائی��ة مس��تمرة توص��یلیة CdTeیمتل�ك غش��اء .2 أدى إلى زیادة ھذه التوصیلیة ونقصان طاقتي التنشیط. Znتشویب بـ ال أدت إل�ى تغی�ر ن�وع Zn، وإن إض�افة ش�وائب (n-type)من الن�وع الس�الب CdTeغشاء التوصلیة الكھربائیة المستمرة ل .3 لغشاء.ل توصلیةال المصادر 1. Zhou, D.M.; Wang, S.Q.;and Chen ,H.M.(2005),Brazilian Journal Physics, 34(2b). 2. Chopra, K.L. (1990), Thin Films Phenomena,Mc-graw Hill,New York. 3. Wllardson,.R.K.and.Beer,.A.C.(1978),Semiconductors.and.Semimetas,Academic press,Inc,New York. 4. Nikal,V.M.;Shinde,S.S.;Bhosale,C.H. and K.Y.Rajpure,(2011),Physical properties of spray deposited CdTe thin films pec performance, Journal of Semiconductor,32,1-7. 5. Velumani, K.; Venkatachalam ,S.T. and Ganesan, S.(2009), Structural and optical studies of hot vacuum evaporated CdTeSn thin films, Advanced Materials Research, 68:77-83. 6. Madhu, U.; Mukherjee, N.; Bandyopadhyay ,N.R. and Mondal, A.(2007), Properties of CdSand CdTe thin films deposited by an electrochemical technique, Indian Journal of Pure&Applied Physics, 45:226-230. 7. Bayhan, M.(1998), Structural and optical characterization of vacuum deposited CdTe thin films ,Tr.Journal of Physics, , 22 (929). 8. Ray,B.(1969), II-VI Compounds, 1st ed. Printed in GB by anaeill and Co.Ltd. of Edinburgh. 9. Popescu ,M.; Sava ,F.;Al orizczi,R.; Savastrur, D.;Radvan; Mihailescu, I.N. and Socol, G.,(2004),Chalcojenide Letters, 1(9). 10. Rusu.G.G.,.(2006), Structural electronic transport and optical properties of Zn-doped CdTe thin films,.Journal.of.Optoelectronics.and.Advanced.Materials, 8,(3): 931-935 . 11. Bilevych,Ye.O.;Boka,A.I.;Darchuk,L.O.;Sichevska,J.V.G.;Sizov,F.F.;Boelling, O.and.Cleff ,.B.S.,(2004), Properties of CdTe thin films prepared by hot wall epitaxy ,Semiconductor.Physics,Quantum.Electronics.and.Optoelectronics, , 7 (2): 129-132. 12. Al-Dhafiri, A.M.,(2002), Isothermal and isochronal studied of the structural and electrical properties of CdTe Cryst.Res.Technol., 37(9):950. 13. Ebeid,/M.R.;Ahmed,.M.F.;Ramadan.,A.A.and.Abdel-Hadym.K.,(2005),Thickness .and.deposion.rate.dependence.of.structural.characteristics.of.evaporated CdTe films Egypt,Journ- al.Solid, , 28(2):231. 14. Yousif, M.G.,(1989),Solid state physics,Baghdad university press,2,Arabic version. 15. Al-Jammal ,Y.N.,(1990),Solid state physics,Al-Mousal unv.press,Arabic version. 16. Brodsky, M.,(1979),Topic in applied physics,amorphous semiconductor,Springer-Verlag Berlin Heidelbeg. 17. Sze, S.M.(1990),Semiconductors devises physics and technology,Translated to Arabic by F. G. Hayaty and H.A.Ahmed,Baghdad. 18. Roulston,.D.J.(1999),An.introduction.to.the.physics.of.semiconductor.devices,Oxf-ord unv.press,Oxford. 19. Rusu,.,G.G.and Rusu,M. (2000), On the electrical conductivity of CdTe thin films evaporated onto unheated substrates, Solid State Communications, 116:.363-368. 20. Hussain.S.A.,(2006),The.study.of.electrical.properties.of.Al/CdTe/Al.and.Al/ZnTe/Al.syst ems.for.switching.applications,Ph.D.thesis,college.of.Science,univ.of.Baghdad 21. Abdulah.R.A.,(2006),Study.of.photovoltaic.characteristic.of.CdS/CdTe.heterojunct- ion,M.Sc..thesis,college.of.Science,unv.of.Baghdad. 22. Berding.M.A.(1999),.Annealing.conditions.for.inrinsic.CdTe.,Applied.phys..letters, 74(4). 23. Dzhafarov ,T.D.and Ongul, F.,(2005), Modification of CdTe thin films by Zn reactive diffusion ,J.Phys.D:Appl.Phys., 38:3764-3767. 141 | Physics @a@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹127@@ÖÜ»€a@I1@H@‚b«2014 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 27 (1) 2014 24. Hussain,.S.A. (1998),Study.of.the.electrical.properties.of.(M I S) junction Al-a-Se- CdTe,M.Sc.thesis,college of Baghdad,Unv.of Baghdad. النقیة والمشوبة المرسبة على ارضیات زجاجیة CdTe الغشیةنتائج حیود االشعة السینیة ):1(رقم جدول Ts=423Kعند Sample 2θ (degree) dhkl(Å) hkl CdTe 23.7 39.5 46.5 3.749 2.281 1.951 111 220 311 CdTe + 0.5%Zn 23.7 39.1 46.2 3.749 2.301 1.964 111 220 311 CdTe + 1%Zn 23.8 39.1 46.4 3.737 2.301 1.956 111 220 311 CdTe + 1.5%Zn 23.7 39.3 46.4 3.749 2.291 1.956 111 220 311 .t=300nmوسمكTs=423Kعند Ea2و Ea1و σ d.c في Zn):تأثیر التطعیم ب2(رقم جدول Sample (σd.c)R.T (Ω.cm) -1 ×10-5 Ea1(eV) Range of Temp. (K) Ea2(eV) Range of Temp. (K) Pure CdTe 9.142 0.72 423-495 0.049 291-423 CdTe+0.5%Zn 30.353 0.43 383-490 0.046 291-383 CdTe+1%Zn 55.308 0.417 383-495 0.034 291-383 CdTe+1.5%Zn 224.286 0.345 343-473 0.027 291-343 .t=300nm وسمك Ts=423Kعند µH,n,RH في Zn:تأثیر التطعیم ب(3)رقم جدول Sample RH(cm3.C-1)x105 Type of carrier Carrier Concentration(cm-3) ×1014 Hall Mobility μH(cm2.(V.sec)-1) Pure CdTe -1.015 n 0.629 9.27 CdTe+0.5%Zn 0.256 P 2.403 7.77 CdTe+1%Zn 0.120 P 5.04 6.63 CdTe+1.5%Zn 0.026 p 23.148 5.83 142 | Physics @a@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹127@@ÖÜ»€a@I1@H@‚b«2014 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 27 (1) 2014 CdTeالغشیة (XRD): مخطط حیود االشعة السینیة (1)رقم شكل (a)pure, (b)0.5%Zn, (c)1%Zn, (d)1.5%Zn ولنسب التشویبZn النقیة والمشوبة ب CdTe ) الغشیة(T/1000وlnσd.c) العالقة بین ( :(2)رقم شكل (a)pure, (b)0.5%Zn, (c)1%Zn, (d)1.5%Zn النقیة والمشوبة ونسب التشویبCdTeالغشیة σd.c): العالقة بین( (3)رقم شكل 143 | Physics @a@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹127@@ÖÜ»€a@I1@H@‚b«2014 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 27 (1) 2014 ولنسب مختلفة(Zn)النقیة والمشوبة بCdTe:العالقة بین التیار وفولتیة ھول الغشیة (4)رقم شكل (a)pure, (b)0.5%Zn, (c)1%Zn, (d)1.5%Zn النقیة والمشوبة ونسب التشویبCdTe: العالقة بین تركیز الحامالت الغشیة (5) رقم شكل النقیة والمشوبة ونسب التشویبCdTe: العالقة بین تحركیة ھول الغشیة (6)رقم شكل 144 | Physics @a@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹127@@ÖÜ»€a@I1@H@‚b«2014 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 27 (1) 2014 Study the Effect of Zn Doping in the Structural and Electrical Properties of CdTe Thin Films Alia A. M. Shehab Dept. of Physics/College of Education for Pure Science (Ibn Al-Haitham) / University of Baghdad Iqbal S. N. Abd Dept. of Physics /College of Science / University of Baghdad Hanaa I. Mohammed Dept. of Physics/College of Education for Pure Science (Ibn Al-Haitham) / University of Baghdad Received in:19 November 2012 , Accepted in:5 May 2013 Abstract Some of structural ,and electrical properties of pure and zinc (Zn) doped cadmium telluride thin films with impurity percentages (0.5, 1, 1.5)%, deposited on hot glass substrate (temperature equals to 423K) of thickness of 300nm and rate deposition of 0.5 nm.s-1 by thermal co-evaporation technique under vacuum of (2×10-5)Torr have been investigates. The structural properties for the prepared films were studied before and after. doping process by analysis of the X-ray diffraction, and it appeared that pure and dopant CdTe thin films are polycrystalline and have the cubic structure with preferential orientation in the [111] direction, and the crystal structure of the films were improved due to doping process. From d.c.electrical conductivity in range of (291-495)K, we noticed that there are two activation energies Ea1 and Ea2, and their values decrease with the..increase.of.Zn.percentages,so..(σd.c.)..of..those..thin.films.increase . From Hall.effect. measurements we showed that the..(σd.c.).. for CdTe thin film is of n-type and converted to p-type when they adopted with Zn, and charge carrier concentration increases with the increase of Zn percentages, so Hall mobility (μH) decreases. Keywords: CdTe, doping with Zn, Structural and Electrical Properties. 145 | Physics @a@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹127@@ÖÜ»€a@I1@H@‚b«2014 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 27 (1) 2014