ZnO ألغشیةالخواص التركیبیة و البصریة فيتأثیر درجة حرارة التلدین التبخیر الحراري تقنیةالرقیقة المحضرة ب ZnO:Alو یر عطا مكيسم علیة عبد المحسن شھاب علي محمد رحیمة جامعة بغداد /)ابن الھیثم ( للعلوم الصرفة كلیة التربیة /قسم الفیزیاء 2013كانون الثاني 21قبل البحث في : ، 2012تشرین االول 15استلم البحث في : الخالصة باأللمنیوم الرقیقة النقیة والمشوبة ( ZnO )اوكسید الخارصین غشیةأل تغیر الخواص التركیبیة والبصریةدرسنا 800 ) التبخیر الحراري على قواعد زجاجیة بسمك تقنیةبالمحضرة ± 50 )𝑛𝑚 التلدین حرارة بتغیر درجة ( 200 , 250 , النقیة ZnO ان أغشیة) XRD أظھرت فحوصات حیود االشعة السینیة (. ولمدة ساعة واحدة ℃( 300 . ومن نتائج ھذه الفحوصات )002وباالتجاه السائد (ذات تركیب متعدد التبلور ومن النوع السداسي المتراص والمشوبة وعند لالغشیة المشوبة لجمیع نسب التشویب ھو اصغر مما ھو علیھ للغشاء النقي ، قبل التلدین وجدنا ان المقاس الحبیبي بالنسب ة المشوبة غشیالتلدین لالغشیة النقیة ، اما اال تلدین االغشیة وجدنا ان المقاس الحبیبي یزداد مع زیادة درجة حرارة فإن المقاس % 3 نسبة التشویب ذو ألغشیةا، اما فنجد ان المقاس الحبیبي بعد التلدین ھو اكبر من قبل التلدین % 2و % 1 لألغشیةاكبر قبل التلدینان النفاذیة ZnO أظھرت القیاسات البصریة ألغشیةالحبیبي یقل بزیادة درجة حرارة التلدین . و ، وتقل النفاذیة بزیادة درجة حرارة التلدین . اما % 1للغشاء المشوب بنسبة ( % 97.025 ) ى قیمة لھاالمشوبة ، واعل عتمد على نسبة التشویب.ت قیمتھافجوة الطاقة قبل التلدین فتزداد بزیادة نسبة الشوائب، اما بعد التلدین ف التبخیر الحرارياغشیة رقیقة ، اوكسید الخارصین ، : الكلمات المفتاحیة 153 | Physics @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹1a26@@ÖÜ»€a@I3@‚b«@H2013 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 26 (3) 2013 المقدمة منھا وفرتھ في السباب عدیدة ھو مادة واعدة جداً لتطبیقات النبائط شبھ الموصلة ( ZnO ) اوكسید الخارصین ، وانعكاسیتھ في المنطقة المرئیة الطبیعة ، وقلة كلفتھ ، واستقراریتھ الحراریة والكیمیائیة ، وعدم سمیتھ، ونفاذیتھ العالیة في نبائط مادة مناسبة لالستعمالجعلت منھ . وھو یمتلك فجوة طاقة مباشرة وواسعة [ 1 ]لالشعة تحت الحمراء العالیة . [ 2 ]بلورات احادیة كبیرة ZnOیتوافر، و ( Wurtzite )وھو یتبلور بتركیب سداسي متراصاالشعة فوق البنفسجیة وخواصھا الفیزیائیة ، طبیعة مادة القاعدة المرسب علیھا ZnO مل التي من الممكن أن تؤثر في تركیب أغشیة من العوا ( Ga ) الیوملگ، وا ( Al )، وااللمنیوم ( In )تطعم بعناصر مثل االندیوم ZnOجود الشائبة ، لذلك اغشیة وو الغشاء بصورة خاصة باأللمنیومالخ لتعزیز خواصھا التركیبیة والبصریة ویعد التطعیم ( Cd )، والكادمیوم ( Cu )، والنحاس المطعمة بااللمنیوم نفاذیة عالیة في المنطقة المرئیة ، وفجوة طاقة بصریة یمكن ان ZnO وألغشیةمناسباً لھذا الغرض . مثل ZnOستخدمت العدید من الطرائق في تحضیر أغشیة ا . [ 3 ] (Aluminum) یسیطر علیھا بتغیر كمیة االلمنیوم Spray ) والرش بالتحلل الكیمیائي الحراري ،] 4 [ ( Pulsed Laser Deposition ) (PLD)ترسیب اللیزر النبضي Pyrolysis ) [ 5 ]، التبخیر الحراري و(Thermal Evaporation) [ 7,6 ] . النقیة والمشوبة بتقنیة التبخیر الحراري وتمت دراسة خصائصھا التركیبیة ZnOفي بحثنا ھذا حضرنا اغشیة والبصریة . الجزء العملي درجــة حرارة لترسیبھ على قاعدة زجاجیة وذلك ألنھ یمتاز بانخفاض ( % 99.95 )بنقاوة Znر معدن اختی بطریقة التبخیر الحراري بسمك Zn. وقد حصلنا على أغشیة ZnO، فیتبخر بسھولة إلنتاج غشاء ( C°407 ) انصھاره nm)50±800 فقد وضعت كمیة مناسبة من معدن . (Zn ،ب وزنھا باستعمـال میزان الكتروني حساس مـن نـوع حسـ و ) Precisa ) 4 - 10 ) ذي مدى حساسیـة لغایــة gm (، من ي حویض ف) المولبیدنیوم Mo ( . المستعمل للتبخیر الحراري × 5.5وثبتت القواعد فوق الحویض بصورة عمودیة ، وبعد تفریغ المنظومة إلى 10−6 Torr تبدأ عملیة تسخین 1) الحویض تدریجیاً ، وبمعدل ترسیب ± 0.1) nm sec −1، وبعد انتھاء عملیة التبخیر تترك العینات في المنظومة فـي فرن كھربائي نوع Zn انجز بأكسدة غشاء ZnO لتبرد بدرجة حرارة الغرفة . والحصول على غشاء )Vectoreen ( 500عند درجة°C بوجود الھواءمدة ساعة كاملة ، وتمت األكسدة ) ساعة تخرج العینات 24 ، وبعد ( ZnOفقد اعتمدت طریقة االنتشار الحراري ، إذ توضع اغشیة ZnO:Alأما لغرض الحصول على أغشیة ن . من الفر . فعند بلوغ %( 1,2,3 )مادة االلمنیوم التي تحقق احدى النسب الوزنیة المطلوبة للتشویب فوق الحویض الذي توجد فیھ Tsالضغط قیمتھ المطلوبة یتم الترسیب على األرضیة المسخنة عند = وبمعدل ترسیب ℃200 (1 ± 0.1) nm sec −1 والمذكور اعاله عند كسدة لعملیة االنفسھ الفرن المستخدم االغشیة في وقد تم لدنت. أیضا , 200 )درجات حرارة 250 , مدة ساعة واحدة . ولغرض قیاس سمك االغشیة فقد استخدمت الطریقة و ℃( 300 الوزنیة وطریقة الموجات فوق الصوتیة ویمكن حساب المسافة البینیة بین المستویات من زاویة الحیود االغشیة بتقنیة حیود االشعة السینیة ، شخص تركیب ] : 8 [( Bragg’s Law ) عند قمة معینة باعتماد قانون براك 𝑛𝜆 = 2𝑑 sin 𝜃𝐵 ( 1 ) إذ ان : n : عدد صحیح یمثل مرتبة التداخل( n = 1, 2, 3 … ) .λ الطول الموجي لألشعة السینیة :( 1.54Å ) . d . المسافة بین السطوح الذریة :θ𝐵.زاویة براك : ] : 9 [ ( Scherrer’s Formula )یمكن إیجاد الحجم الحبیبي باستخدام عالقة شرر 𝐷 = 0.9 𝜆 β cos 𝜃𝐵 ( 2 ) بالوحدات نصف قطریة. ( FWHM ) : عرض المنحنى عند منتصف القمة𝛽𝛽 إذ إن: – UV) لألغشیة المحّضرة وذلك باستـعمـال مطیـاف نوع Tاشتملت القیاسات البصریة قیـاس طیف النفاذیـة ( Visible 1800 Spectrophotometer . عالقة النفاذیة إن(𝑇) مع االمتصاصیة(𝐴) تي : مایأك 𝐴 = 𝐿𝑜𝑔 � 1 𝑇 � ( 3 ) ي : مایأتیمكن حساب معامل االمتصاص ك 𝛼𝛼 = 2.303 𝐴 𝑡 ( 4 ) : سمك الغشاء tاذ ان : :فجوة الطاقة البصریة على وفق العالقة االتیة تبحس 154 | Physics @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹1a26@@ÖÜ»€a@I3@‚b«@H2013 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 26 (3) 2013 𝛼𝛼ℎ𝜐 = 𝐵(ℎ𝜐 − 𝐸𝑔 𝑜𝑝𝑡.)1/2 ( 5 ) إذ إن: 𝐸𝑔 𝑜𝑝𝑡. :المسموح طاقة الفجوة لالنتقال المباشر. 𝐵 :.ثابت یعتمد على طبیعة المادة ℎ : ثابت بالنك ویساوي( 6.625x10-34 J.sec ) . 𝜐 : 10 [تردد الفوتون الساقط [. النتائج والمناقشة ( ZnO ) ألغشیة ( XRD )نتائج قیاسات حیود االشعة السینیة ( 1 ) الشكلبین ی : الخواص التركیبیة – 1 النقیة والمشوبة غیر الملدنة والملدنة عند درجات حرارة ZnO الرقیقة ، إذ یظھر من طیف االشعة السینیة ان جمیع أغشیة ( 200 , 250 , . كذلك یتضح وجود ثالث قمم تخص ( Polycrystalline )كانت متعددة التبلور على التوالي ℃ ( 300 وكان االتجاه السائد (101) و (002)، (100)ھي (Wurtizite Structure)سداسي التركیب المتراص ZnOأغشیة وكما یعتمد على نسبة التشویب ودرجة حرارة التلدین ، (2θ)مع وجود انحراف في مواقع القمم (002)ھو المستوى American Standard of Testing ) ( ASTM )لا إذ أُجریت مطابقتھا مع بطاقة ( 1 )موضح بالجدول Materials ) ونجد من نتائج . [ 12,11,6 ]ووجد انھا متقاربة الى حد ما ، وھذا یتفق مع البحوث 0664-5المرقمة عود سبب ذلك الن النقیة قبل التلدین ، وی لألغشیةتقل بزیادة التشویب عن قیمتھا (002)حیود االشعة السینیة ان شدة القمة . ونجد كذلك ان زیادة درجة [ 13,12 ]وھو ما یتفق مع نتائج البحوث ( Zn )یحل محل الخارصین ( Al ) االلمنیوم ( باستثناء عند درجة حرارة (002)زیادة شدة القمة النقیة ومن ثم لألغشیةحرارة التلدین تعمل على زیادة االنتظامیة 2و % 1المشوبة بالنسب لألغشیةونجد ایضاً ان شدة ھذه القمة تزداد مع زیادة درجة حرارة التلدین فإنھا تقل ) ℃ 200 شدة فإن % 3المشوبة بنسبة ألغشیةا درجة حرارة التلدین في تأثیرویعود سبب ذلك الى زیادة االنتظامیة ایضاً اما % )؛ الن ھنالك قیمة عظمى االعلىحرارة التلدین اتدرج وتقل في ℃ 200تزداد عند درجة حرارة (002)القمة Optimum ) تجاوزھا یسبب تدھور خواص اغشیة باأللمنیوملنسبة التطعیمZnO مع نتائج ما یتفقالمشوبة ، وھو نجد ان المسافة بین الجدول ھذا من ولجمیع العینات . ( 1 ). وتلخص قیم الشدة لھذه القمة في الجدول [ 11,6 ] البحوث للغشاء Å 2.599تتراوح بین اقل قیمة ( 1 ) والمحسوبة من قانون براك المتمثل بالعالقة (002)للقمة ( d )ویات تالمس ویعود ℃ 250والملدن عند % 2المشوب بالنسبة Å 2.6279الى اعلى قیمة للغشاء ℃ 300النقي الملدن عند Oxygen ) نقص االوكسجین اوالً :في االغشیة النقیة الى ( ASTM )لبطاقة ااالختالف في ھذه القیم عن قیمة deficiency ) تأثیر االجھاد بسبب عدم توافق معاملي التمدد الحراري للغشاء ثانیاً ( االبتعاد عن التكافؤ الكیمیائي ) و ( 7 × 4.6) والقاعدة الزجاجیة (℃/10−6 × )لاقیمة ب مقارنةالمشوبة لألغشیة كبر. اما القیم اال [ 14 ] (℃/10−6 ASTM ) فیعود الى السببین السابقین فضالً عن ان ایون االلمنیوم قد یحتل المواقع الخاللیة للخارصین بدالً من مواقع ( Grain size ) ( D )كذلك ان المقاس الحبیبي ( 1 )الجدول ونجد من . [ 14,13 ]الخارصین ، وھو یتفق مع البحوث لالغشیة المشوبة لجمیع نسب التشویب ھو اصغر مما ھو علیھ للغشاء النقي ، ، قبل التلدین ( 2 )، المحسوب من العالقة ومن ثم Zn2+ ( 0.75Å )اصغر من نصف قطر ایون ( 0.53Å )لھ نصف قطر +Al3ویعود سبب ذلك الى أن ایون . وعند تلدین [ 1 ]یعمل استبدال ایون االلمنیوم الیون الخارصین على تصغیر ابعاد الحبیبة البلوریة ، وھذا یتفق مع االغشیة نجد ان المقاس الحبیبي یزداد مع زیادة درجة حرارة التلدین لالغشیة النقیة ، وھو اشارة الى زیادة االنتظامیة لھذه فنجد ان المقاس الحبیبي ھو اكبر من الذي لھذه االغشیة قبل التلدین % 2و % 1بالنسب الغشیة المشوبة.اما ااالغشیة فإن المقاس الحبیبي یقل بزیادة درجة % 3نسبة التشویب االنتظامیة لھذه االغشیة ، اما االغشیة ذو وھذا یعني كذلك زیادة حرارة التلدین ویعود السبب وكما اشرنا الى ان ھنالك حداً امثل لنسبة التشویب تجاوزه ال یعمل على تعزیز خواص ھذه . [ 14,11,6 ]یقلل من شأنھا وھو ما یتفق مع البحوث ، انمااالغشیة النقیة دالة للطول الموجي ألغشیة اوكسید الخارصینالنفاذیة ) طیف 2 یبین الشكل (: الخواص البصریة – 2 ℃250و ℃200قبل التلدین وبعده في درجات حرارة % ( 3 ,2 ,1 ) بنسب التشویب ( AZO )والمشوبة بااللمنیوم االغشیة المشوبة ان نفاذیةطیف النفاذیة لالغشیة النقیة والمشوبة بااللمنیوم قبل التلدین نجد انعلى التوالي . ℃300و 𝑛𝑚 1100عند طول موجي % 1للغشاء المشوب بنسبة ( % 97.025 )ھي اكبر من نفاذیة الغشاء النقي وتصل الى ≤زیادة مفاجئة عند الطول الموجي وانھا تزداد تدریجیاً للغشاء النقي وتمیل اكثر الى 400 𝑛𝑚 ، مع زیادة نسبة التشویب < )أظھرت زیادة تدریجیة شبھ مستقرة عند االطوال الموجیة ثم 500 nm ) والسبب في ذلك یعود الى دخول ذرات . وعند تلدین االغشیة تقل النفاذیة بزیادة درجة حرارة [ 1 ]االلمنیوم في تركیب اوكسید الخارصین وھو ما یتفق مع نتائج عند طول موجي ℃300ودرجة حرارة تلدین % 2بنسبة للغشاء المشوب % 37.058التلدین واصلة الى اقل قیمة 1100 𝑛𝑚 قیم اعظم نفاذیة ( 2 ). و یوضح الجدولTmax % . یبین الشكل( 3a ) التغیر في فجوة الطاقة البصریة لألغشیة قید الدراسة قبل التلدین ، ومن مالحظة الشكل یتبین أن التغیر یكون خطیاً في مدى معین من طاقات الفوتون ، إذ 𝛼𝛼 ≥ ) 5 فجوة الطاقة البصریة على وفق العالقة ( تبحس . وھذا یشیر الى حصول النوع المباشر من االنتقاالت 104 – Burstein، وجد أنھا تتزاید مع زیادة التشویب بااللمنیوم ، ویعود السبب الى ازاحة ( 2 )الجدول وقیمھا موضحة في Moss و [ 6 ]بحیث ان فجوة الطاقة الظاھریة تكون اكبر من االصلیة بسبب اشغال قعر حزمة التوصیل بااللكترونات . 155 | Physics @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹1a26@@ÖÜ»€a@I3@‚b«@H2013 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 26 (3) 2013 النقیة لألغشیةالتلدین في فجوة الطاقة البصریة ، إذ نجد ان فجوة الطاقة تزداد تأثیر (3d)الى ( 3b )توضح االشكال وتقل كثیراً الن التلدین یعمل على ازالة بعض المستویات الموضعیة الموجودة داخل فجوة الطاقة % 1والمشوبة بنسبة الندماج نسبة المنیوم اكثر السبب یعودو ، ℃300وال سیما عند درجة حرارة التلدین % 3و % 2المشوبة بنسبة لألغشیة . [ 11 ]من حد امثل تاجات االستن بتقنیة التبخیر الحراري لمعدن الخارصین ویمكن تحسین الخواص ZnO:Alو ZnOتصنیع اغشیة باإلمكان حد امثل . ال تتجاوزالنقیة والمشوبة بنسب تشویب لألغشیةبعض الخواص البصریة مع درجة حرارة التلدین التركیبیة و المصادر 1 - Tewari, S. and Bhattacharjee ,A. (2011) Structural, electrical and optical studies on spray- deposited aluminium-doped ZnO thin films, Pramana – J. Phys., 76 (1) :153–163. 2 - Janotti, A. and Van, C. G (2009) Fundamentals of zinc oxide as a semiconductor, Rep. Prog. Phys. 72: 1-29. 3 - Mondal, S.; Kanta, K. P. and Mitra , P. ,(2008),Preparation of Al-doped ZnO (AZO) Thin Film by SILAR , Journal of Physical Sciences, 12 : 221-229. 4 - Chan, E.; Pech,V.; Duarte, A.; Orrantia, E.; Castro, R.; Perez, I. and Iribarren, A. (2011) Electrical, structural and optical properties of ZnO thin films grown by pulsed laser deposition, International Journal of Physical Sciences, 6 (18) : 4382-4387. 5 - Studenikin, S. A.; Golego, N. and Cocivera, M. (1998) Optical and electrical properties of undoped ZnO films grown by spray pyrolysis of zinc nitrate solution , J.APPLIED PHYSICS 83 (4): 2104-2111. 6 - Jin, M.; Feng, J.; De, Z.; Hong, M. and Shu, L. (1999), Optical and electronic properties of transparent conducting ZnO and ZnO:Al films prepared by evaporating method, Thin Solid Films, 357 : 98-101. 7 - Gupta, R. K.; Shridhar, N. and Katiyar, M.(2002), Structure of ZnO films prepared by oxidation of metallic Zinc, Materials Science in Semiconductor Processing, 5 : 11–15. 8 - Chung, J.; Chen, J. and Tseng, C. The influence of titanium on the properties of zinc oxide films deposited by radio frequency magnetron sputtering, Applied Surface Science 254 : 2615–2620, (2008). 9 - Lin, W.; Ma, R.; Shao, W. and Liu,B. , (2007),Structural, electrical and optical properties of Gd doped and Undoped ZnO:Al (ZAO) thin films prepared by RF magnetron sputtering, Applied Surface Science 253, 5179–5183. 10 - Sze, S. M. and Ng, K. K. , (2007) Physics of Semiconductor Devices , Book, John Wiley & Sons. Inc. New York. 11 - Jimenez, A. E.; Soto, J. A. and Suarez, R. (1998) Optical and electrical characteristics of aluminum-doped ZnO thin films prepared by sol gel technique, J.Crystal Growth 192 : 430- 438. 12 - Zhou, H.; Yi, D.; Yu, Z.; Xiao, L. and Li, J., (2007) “Preparation of aluminum doped zinc oxide films and the study of their microstructure, electrical and optical properties” Thin Solid Films 515 : 6909–6914. 13 – Periasamy, C. and Chakrabarti, P., ( 2011) Tailoring the Structural and Optoelectronic Properties of Al-Doped Nanocrystalline ZnO Thin Films ” J.ELECTRONIC MATERIALS, 40 (3) : 259-266. 14 - Kima, H.; Pique, A.; Horwitz, J. S.; Murata, H.; Kafafi, Z. H.; Gilmore, C. M. and Chrisey, D.B., (2000) “ Effect of aluminum doping on zinc oxide thin films grown by pulsed laser deposition for organic light-emitting devices ” Thin Solid Films 377-378 : 798-802. 156 | Physics @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹1a26@@ÖÜ»€a@I3@‚b«@H2013 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 26 (3) 2013 ( ASTM )مع بطاقة (002)النتائج التي تم الحصول علیھا من حیود االشعة السینیة للقمة مقارنة : ( 1 )رقم جدول عرض المنحنى عند منتصف القمة وقیم المقاس الحبیبي وقیم الشدةوقیم ratio Ta C 2θ(deg.) d (002) (Å ) FWHM (002) (deg) D (nm) Intensity ASTM R.T 34.440 2.602 Pure 34.349 2.6087 0.2450 33.9257 3800.00 1% 34.336 2.6097 0.3688 22.5367 3285.00 2% 34.324 2.6106 0.3100 26.8105 3550.00 3% 34.378 2.6065 0.3392 24.5061 2200.00 Pure 200 34.420 2.6035 0.2686 30.9509 3500.00 1% 34.297 2.6125 0.3383 24.5659 3850.00 2% 34.230 2.6175 0.3270 25.4103 3411.51 3% 34.309 2.6117 0.3555 23.3781 3020.00 Pure 250 34.4406 2.6020 0.1808 45.9838 4398.33 1% 34.276 2.6141 0.2911 28.5475 4344.10 2% 34.090 2.6279 0.2926 28.3870 6200.00 3% 34.309 2.6116 0.3669 22.6518 2225.00 Pure 300 34.4506 2.5990 0.1742 47.7285 4465.76 1% 34.244 2.6164 0.3010 27.6062 4233.02 2% 34.300 2.6123 0.2574 32.2872 8820.00 3% 34.307 2.6117 0.3841 21.6373 1562.50 وقیم فجوة الطاقة الممنوعة ( nm 1100 )قیم اعظم نفاذیة عند : ( 2 ) رقم الجدول ratio Pure 1% 2% 3% Ta Tmax % 𝐸𝑔 𝑜𝑝𝑡. Tmax % 𝐸𝑔 𝑜𝑝𝑡. Tmax % 𝐸𝑔 𝑜𝑝𝑡. Tmax % 𝐸𝑔 𝑜𝑝𝑡. R.T 84.528 3.071 97.025 3.207 96.327 3.216 89.631 3.233 2000C 76.844 3.1 94.199 3.203 74.098 3.206 81.483 3.229 2500C 60.377 3.108 85.863 3.197 66.894 3.201 54.734 3.142 3000C 56.352 3.132 83.642 3.212 37.058 3.107 50.22 3.115 157 | Physics @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹1a26@@ÖÜ»€a@I3@‚b«@H2013 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 26 (3) 2013 A B C D في % (1,2,3)بالنسب Al لباالنقیة والمطعمة ZnO منحنیات حیود األشعة السینیة ألغشیة :( 1 )رقم شكل تلدین عند d ) ℃𝟐𝟓𝟎تلدین عند درجة حرارة c ) ℃𝟐𝟎𝟎تلدین عند درجة حرارة b )قبل تلدین a ) ظروف ℃𝟑𝟎𝟎درجة حرارة 20 25 30 35 40 45 50 55 60 In te ns it y ( a .u . ) 2θ ( deg. ) R.T Pure 1% 2% 3% 20 25 30 35 40 45 50 55 60 In te ns it y ( a .u . ) 2θ ( deg. ) 200˚C Pure 1% 2% 3% 20 25 30 35 40 45 50 55 60 In te ns it y ( a .u . ) 2θ ( deg. ) 250˚C Pure 1% 2% 3% 20 25 30 35 40 45 50 55 60 In te ns it y ( a .u . ) 2θ ( deg. ) 300˚C Pure 1% 2% 3% 158 | Physics @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹1a26@@ÖÜ»€a@I3@‚b«@H2013 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 26 (3) 2013 B A D C % (1,2,3)بالنسب Al لاالنقیة و المطعمة ب ZnOألغشیة تغیر النفاذیة كدالة للطول الموجي : ( 2 )رقم شكل تلدین عند d ) ℃𝟐𝟓𝟎تلدین عند درجة حرارة c ) ℃𝟐𝟎𝟎تلدین عند درجة حرارة b )قبل تلدین a )في ظروف ℃𝟑𝟎𝟎درجة حرارة B A D C بالنسب Al لباالنقیة والمطعمة ZnOألغشیة فجوة الطاقة الممنوعة لالنتقال المباشر المسموح ( 3 ) رقم : شكل d ) ℃𝟐𝟓𝟎تلدین عند درجة حرارة c ) ℃𝟐𝟎𝟎تلدین عند درجة حرارة b )قبل تلدین a )في ظروف % (1,2,3) ℃𝟑𝟎𝟎تلدین عند درجة حرارة 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 T [ % ] λ [ nm ] 200˚C Pure 1% 2% 3% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 T [ % ] λ [ nm ] R.T Pure 1% 2% 3% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 T [ % ] λ [ nm ] 300˚C Pure 1% 2% 3% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 T [ % ] λ [ nm ] 250˚CPure 1% 2% 3% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 ( α hv )2 [ x 10 10 (e V/ cm )2 ] hv [eV ] 200˚C Pure 1% 2% 3% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 ( α hv )2 [ x 10 10 (e V/ cm )2 ] hv [eV ] R.T Pure 1% 2% 3% 0 2 4 6 8 10 12 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 ( α hv )2 [ x 10 10 (e V/ cm )2 ] hv [eV ] 300˚C Pure 1% 2% 3% 0 2 4 6 8 10 12 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 ( α hv )2 [ x 10 10 (e V/ cm )2 ] hv [eV ] 250˚C Pure 1% 2% 3% 159 | Physics @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹1a26@@ÖÜ»€a@I3@‚b«@H2013 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 26 (3) 2013 Effect of Annealing Temperatures on the Structural and Optical Properties of ZnO and ZnO:Al Thin Films Prepared By Thermal Evaporation Technique Samir A. Makee Alia A.M. Shehab Ali M. Rehima Department of Physics , College of Education for Pure Science ( Ibn Al– Haitham)/ , University of Baghdad Received in :15 October 2013 , Accepted in : 21 Jane 2013 Abstract We studied the changing of structural and optical properties of pure and Aluminum-doped ZnO thin films prepared by thermal evaporation technique on glass substrates at thickness (800 ± 50)nm with changing of annealing temperatures ( 200,250,300 )℃ for one hour. The investigation of (XRD) indicates that the pure and doped ZnO thin films were polycrystalline of a hexagonal wurtzite structure with preferred orientation along (002) plane. The grain size was decreased with doping before annealing, but after annealing the grain size is increasing with the increase of annealing temperature for pure film whereas for the doped films with ratios 1 %, 2 % we found that the grain size is larger than that before annealing. The grain size for doped film with ratio 3 % was decreased with the increase of annealing temperature. The optical measurements showed that the transmittance before annealing is larger for doped films than for pure film and the maximum value is 97.025 % for doped film with ratio 1 %. The transmittance decreased with the increase of annealing temperature. The optical energy gap before annealing increases with the increase of the doping ratio whereas after annealing its value depends on doping ratio . Keywords : thin films , ZnO , thermal evaporation 160 | Physics @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ÚÓ‘Ój�n€a@Î@Úœäñ€a@‚Ï‹»‹€@·rÓ:a@Âig@Ú‹©@Ü‹1a26@@ÖÜ»€a@I3@‚b«@H2013 Ibn Al-Haitham Jour. for Pure & Appl. Sci. Vol. 26 (3) 2013 𝐷=,0.9 𝜆-β,cos-,𝜃-𝐵... ( 2 ) إذ إن: 𝛽: عرض المنحنى عند منتصف القمة ( FWHM ) بالوحدات نصف قطرية.