تغییرات خصوصیات سطح لایه نازک اکسید مس ناشی از کاشت یون نیتروژن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک- دانشکده علوم پایه- دانشگاه ملایر

2 گروه آموزشی فیزیک، دانشکده علوم پایه- دانشگاه ملایر

چکیده

در این پژوهش، به بررسی اثر کاشت یون نیتروژن بر ساختار کریستالی و سطحی فیلم نازک اکسید مس پرداخته شده است. بدین منظور لایه نازک به ضخامت  nm 150 به روش کندوپاش از جنس اکسید مس بر زیر لایه سیلیکون لایه­ نشانی شد. سپس، عمل کاشت یون نیتروژن با استفاده از شتاب دهنده الکترواستاتیک با انرژی keV 50 به مدت3 ثانیه و با شار 1014× 2 ذره بر سانتی­متر مربع انجام شد. جریان اندازه­ گیری در این آزمایش با استفاده از دستگاه نمایه­ سنج و براش آن به تابع گاوسی در حد چند میلی ­آمپر به دست آمد. از نتایج آنالیزهای حاصل از XRD مشاهده شد که تعداد قله­­ ها و ساختار بلوری تغییر کرده است. نتایج آنالیز SEM  به هم ریختن ساختار سطحی بر اثر کاشت را نشان می­ دهد و همچنین، از اندازه­ گیری پارامترهای ناهمواری  AFM مشخص شد که لایه نازک اکسید مس پس از کاشت یون یکنواخت­ تر شده و ناهمواری یا زمختی آن کاهش پیدا کرده است. با اندازه­گیری گاف انرژی اکسید مس مشخص شد که پس از کاشت یون مقدار آن از eV 26/2 به eV 34/2 افزایش پیدا کرده است که می­ توان برای ساخت انواع حسگرها گاف انرژی آنرا تغییر داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Variation of surface properties of copper oxide thin films by nitrogen ion implantation

چکیده [English]

In this research, the effect of nitrogen ion implantation on the crystalline and surface structure of copper oxide thin film has been investigated. For this purpose, a thin film with a thickness of 150 nm was deposited on the silicon substrate by copper oxide sputtering method. Then, the nitrogen ion implantation was performed using an electrostatic accelerator with 50 keV energy for 3 seconds with a fluence of 2×1014 particles per square centimeter. The measured current in this experiment was obtained using a profile device and its fitting to a Gaussian function in the range of several milliamperes. From the results of XRD analyzes, it was observed that the number of peaks and the crystal structure have changed. The results of SEM analysis show that the surface structure is defected due to implantation and the measurement of AFM roughness parameters showed that the thin layer of copper oxide became more uniform after ion implantation and its roughness or stiffness is decreased. By measuring the energy gap of copper oxide, it was found that after ion implantation, its value increased from 2.26 eV to 2.34 eV, which can be tuned to make different types of sensors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Copper oxide
  • Ion implantation
  • Band gap energy