دوره 3، شماره 4 - ( 10-1400 )                   جلد 3 شماره 4 صفحات 12-1 | برگشت به فهرست نسخه ها

‎ 10.47176/sjfst.3.4.1

XML English Abstract Print

Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Chahshouri F, Khani E, Savaloni H, Savari R. Nano-Structural Characteristics and Optical and Electrical Properties of Obliquely Deposited Manganese Oxide Thin Films. sjfst 2021; 3 (4) :1-12
URL: http://sjfst.srpub.org/article-6-129-fa.html
چاه شوری فاطمه، خانی الهه، سوالونی هادی، ساوری روژان. خصوصیات نانوساختاری و خواص نوری و الکتریکی لایه‌های نازک اکسید منگنز رسوب‌شده مایل. تحقیقات بنیادی علوم و تکنولوژی. 1400; 3 (4) :1-12

URL: http://sjfst.srpub.org/article-6-129-fa.html

خصوصیات نانوساختاری و خواص نوری و الکتریکی لایه‌های نازک اکسید منگنز رسوب‌شده مایل
فاطمه چاه شوری* ، الهه خانی ، هادی سوالونی ، روژان ساوری
دانشکده فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه تهران،ایران،
چکیده:   (802 مشاهده)
در این مطالعه، لایه‌های نازک اکسید منگنز به‌عنوان للایه‌های نازک مجسمه‌سازی شده برج‌مانند مربع شکل (تراس‌دار) درجه‌بندی شده با ۸، ۹ و ۱۰ بازو بر روی یک بستر شیشه‌ای به روش رسوب‌دهی زاویه‌ای مایل (OAD) قرار گرفتند. ویژگی‌های ساختاری و مورفولوژیکی نمونه‌های تولید شده از طریق آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) بدست آمد. خواص نوری و الکتریکی لایه نازک اکسید منگنز با اندازه گیری فوتولومینسانس (PL)، UV- مرئی (UV-VIS) و V-I مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل اسپکتروفتومتری بر روی هر دو نور پلاریزه s و p در زوایای نور فرود 90 درجه برای به دست آوردن طیف نوری نمونه ها انجام شد. سپس برای محاسبه ضریب شکست، شکاف انرژی و پیک جذب استفاده شد. طیف فوتولومینسانس برای فیلم‌های MnO انرژی شکاف 2.31، 2.28 و 2.26 eV را در بازوهای 8، 9 و 10 نشان داد. اندازه گیری مقاومت الکتریکی این نمونه ها نشان داد که مقاومت به شدت و انرژی نور تابشی وابسته است. همچنین مقاومت الکتریکی این نمونه‌ها تحت تابش سبز، آبی، قرمز و نور با چگالی توان 100 وات بر سانتی‌متر مربع بررسی شد.
واژه‌های کلیدی: MnO، رسوب زاویه مایل، لایه نانومتری، آنیلینگ، رفتار نوری و الکتریکی
متن کامل [PDF 1299 kb]   (277 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: علوم مواد (عمومی)
دریافت: 1400/6/24 | ویرایش نهایی: 1400/7/27 | پذیرش: 1400/8/8 | انتشار: 1400/10/4
فهرست منابع
1. Xia H. et al., Manganese oxide thin films prepared by pulsed laser deposition for thin film microbatteries. Mater Chem Phys. 2014; 143(2): 720-727. [DOI:10.1016/j.matchemphys.2013.10.005]
2. Yang D. Pulsed laser deposition of manganese oxide thin films for supercapacitor applications. J Power Sour. 2011; 196(20): 8843-8849. [DOI:10.1016/j.jpowsour.2011.06.045]
3. Staiti P, Lufrano F. Study and optimisation of manganese oxide-based electrodes for electrochemical supercapacitors. J Power Sour. 2009; 187(1): 284-289. [DOI:10.1016/j.jpowsour.2008.10.080]
4. Sanchez L. et al., Low-temperature mixed spinel oxides as lithium insertion compounds. J Mater Chem. 1996; 6(1): 37-39. [DOI:10.1039/JM9960600037]
5. Baca R. Manganese oxide thin-films for current-signal sensing and thermal insulation. Mater Sci Semiconduct Proc. 2013; 16(5): 1280-1284. [DOI:10.1016/j.mssp.2013.01.021]
6. Gurban AM. et al., Manganese oxide based screen-printed sensor for xenoestrogens detection. Sensors and Actuators B: Chemical, 2015; 210: 273-280. [DOI:10.1016/j.snb.2014.12.111]
7. Simon P, Gogotsi Y. Materials for electrochemical capacitors, in Nanoscience and Technology: Collect Rev Nat J. World Sci. 2010; 320-329. [DOI:10.1142/9789814287005_0033]
8. Tian X. et al., Trace level detection of hydrogen gas using birnessite-type manganese oxide. Sensors and Actuators B: Chemical, 2015; 207: 34-42. [DOI:10.1016/j.snb.2014.08.018]
9. Liu C. et al., Ethanol gas sensing properties of hydrothermally grown α-MnO2 nanorods. J Alloy Compound. 2017; 727: 362-369. [DOI:10.1016/j.jallcom.2017.08.150]
10. Nilsen O, Fjellvåg H, Kjekshus A. Growth of manganese oxide thin films by atomic layer deposition. Thin Solid Film. 2003; 444(1-2): 44-51. [DOI:10.1016/S0040-6090(03)01101-5]
11. Tian HY. et al., Influences of annealing temperature on the optical and structural properties of (Ba, Sr) TiO3 thin films derived from sol-gel technique. Thin Solid Film. 2002; 408(1-2): 200-205. [DOI:10.1016/S0040-6090(02)00046-9]
12. Dakhel A. Correlated structural and electrical properties of thin manganese oxide films. Thin Solid Film. 2006; 496(2): 353-359. [DOI:10.1016/j.tsf.2005.09.024]
13. Thirumalairajan S. et al., Structural and optical investigation of manganese oxide thin films by spray pyrolysis technique. Optoelectron Adv Mater Rapid Comm. 2008; 2: 779-781.
14. Lee GH. et al., Anomalous magnetic properties of MnO nanoclusters. J Am Chem Soc. 2002; 124(41): 12094-12095. [DOI:10.1021/ja027558m] [PMID]
15. Kim KJ, Park YR. Sol-gel growth and structural and optical investigation of manganese- oxide thin films: structural transformation by Zn doping. J Cryst Growth. 2004; 270(1-2): 162-167. [DOI:10.1016/j.jcrysgro.2004.06.019]
16. Jamil H. et al., Structural and optical properties of manganese oxide thin films deposited by pulsed laser deposition at different substrate temperatures. Laser Phys. 2017; 27(9): 096101. [DOI:10.1088/1555-6611/aa7cc8]
17. Vlakhov E. et al., Influence of the substrate on growth and magnetoresistance of La 0.7 Ca 0.3 MnO z thin films deposited by magnetron sputtering. J Appl Phys. 1998; 83(4): 2152-2157. [DOI:10.1063/1.366952]
18. Hwang KH, Lee SH, Joo SK. Characterization of sputter‐deposited LiM n2 O4 thin films for rechargeable microbatteries. J Electrochem Soc. 1994; 141(12): 3296-3299. [DOI:10.1149/1.2059329]
19. Zhang H. et al., Growth of manganese oxide nanoflowers on vertically-aligned carbon nanotube arrays for high-rate electrochemical capacitive energy storage. Nano Lett. 2008; 8(9): 2664-2668. [DOI:10.1021/nl800925j] [PMID]
20. Erlandsson O. et al., Electrochromic properties of manganese oxide (MnOx) thin films made by electron beam deposition. 1993; 139: 451-457. [DOI:10.1002/pssa.2211390218]
21. Hawkeye MM, Brett MJ. Glancing angle deposition: fabrication, properties, and applications of micro-and nanostructured thin films. J Vacuum Sci Technol A: Vacuum Surf Film. 2007; 25(5): 1317-1335. [DOI:10.1116/1.2764082]
22. Jensen MO, Brett MJ. Periodically structured glancing angle deposition thin films. IEEE Trans Nanotechnol. 2005; 4(2): 269-277. [DOI:10.1109/TNANO.2004.842061]
23. Li H. et al., The morphology and texture of Cu nanorod films grown by controlling the directional flux in physical vapor deposition. Nanotechnol. 2008; 19(33): 335708. [DOI:10.1088/0957-4484/19/33/335708] [PMID]
24. Babaei F, Savaloni H. Optical absorption transitions in Mn star-like helical sculptured thin films. Plasmonic. 2018; 13(1): 203-214. [DOI:10.1007/s11468-017-0500-x]
25. Savaloni H, Goli-Haghighi S, Babaei R. Application of Mn-Cu helical star-shaped (pine- tree-like) sculpted thin films with different symmetries using surface-enhanced raman spectroscopy (SERS). Appl Spectroscopy. 2019; 0003702819841913. [DOI:10.1177/0003702819841913] [PMID]
26. Savaloni H, Esfandiar A. Fabrication, characterization and some applications of graded chiral zigzag shaped nano-sculptured silver thin films. Appl Surf Sci. 2011; 257(22): 9425-9434. [DOI:10.1016/j.apsusc.2011.06.023]
27. Fakharpour M, Savaloni H. Fabrication of graded helical square tower-like Mn sculptured thin films and investigation of their electrical properties: comparison with perturbation theory. J Theoretical Appl Phys. 2017; 11(2): 109-117. [DOI:10.1007/s40094-017-0242-3]
28. Savaloni H, Haydari-Nasab F, Malmir M. Nano-structural characteristics and optical properties of silver chiral nano-flower sculptured thin films. Appl Surf Sci. 2011; 257(21): 9044-9055. [DOI:10.1016/j.apsusc.2011.05.097]
29. Siabi-Garjan A, Savaloni H. Extinction spectra and electric field enhancement of silver chiral nano-flower shaped nanoparticle; comparison of discrete dipole approximation results with experimental results. Eur Phys J B. 2013; 86(6): 257. [DOI:10.1140/epjb/e2013-30943-4]
30. Abdi F, Siabi-Garjan A, Savaloni H. Investigation on the dependence of optical spectra of silver chiral nanostructures on shape, dimensions and incident light by discrete dipole approximation. J Theoretical Appl Phys. 2012; 6(1): 11. [DOI:10.1186/2251-7235-6-11]
31. Abdi F, Siabi-Gerjan A, Savaloni H. On the discrete dipole approximation investigation of the extinction spectra of Ag/glass nano-flower thin film with threefold symmetry. J Theoretical Appl Phys. 2012; 6(1): 4. [DOI:10.1186/2251-7235-6-4]
32. Lakhtakia A. Sculptured thin films, in Electromagnetic Materials. World Sci. 2005; 97-102. [DOI:10.1142/9789812701718_0020]
33. Robbie K. Chiral sculptured thin films. Nat. 1996; 384(6610): 616-618. [DOI:10.1038/384616a0]
34. Hodgkinson IJ. et al., Chiral mirror and optical resonator designs for circularly polarized light: suppression of cross-polarized reflectances and transmittances. Optic Comm. 2002; 210(3-6): 201-211. [DOI:10.1016/S0030-4018(02)01814-X]
35. Steele JJ. et al., Nanostructured gradient index optical filter for high-speed humidity sensing. Sensors and Actuators B: Chemical, 2006; 120(1): 213-219. [DOI:10.1016/j.snb.2006.02.003]
36. Esfandiar A, Savaloni H, Placido F. On the fabrication and characterization of graded slanted chiral nano-sculptured silver thin films. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 2013; 50: 88-96. [DOI:10.1016/j.physe.2013.03.002]
37. Harris KD. et al., Microchannel surface area enhancement using porous thin films. J Electrochem Soc. 2000; 147(5): 2002-2006. [DOI:10.1149/1.1393475]
38. Lakhtakia A. et al., Six emerging directions in sculptured-thin-film research. Adv Solid State Phys. 2008; 295-307. [DOI:10.1007/978-3-540-38235-5_22]
39. Savaloni H. et al., Nano-structure and optical properties (plasmonic) of graded helical square tower-like (terraced) Mn sculptured thin films. Appl Surf Sci. 2017; 393: 234-255. [DOI:10.1016/j.apsusc.2016.10.012]
40. Pitarke J. et al., Theory of surface plasmons and surface-plasmon polaritons. Rep Prog Phys. 2006; 70(1): 1. [DOI:10.1088/0034-4885/70/1/R01]
41. El-Nahass M, Farag A, Atta A. Influence of heat treatment and gamma-rays irradiation on the structural and optical characterizations of nano-crystalline cobalt phthalocyanine thin films. Synthet Metal. 2009; 159(7-8): 589-594. [DOI:10.1016/j.synthmet.2008.11.029]
42. Gode F, Gumus C, Zor M. Influence of the thickness on physical properties of chemical bath deposited hexagonal ZnS thin films. J Optoelectron Adv Mater. 2007; 9(7): 2186.
43. Farea A. et al., Structure and electrical properties of Co0. 5CdxFe2. 5- xO4 ferrites. J Alloy Compound. 2008; 464(1-2): 361-369. [DOI:10.1016/j.jallcom.2007.09.126]
44. Ojeda CB, Rojas FS. Recent applications in derivative ultraviolet/visible absorption spectrophotometry: 2009-2011: A review. Microchem J. 2013; 106: 1-16. [DOI:10.1016/j.microc.2012.05.012]
45. Isik M, Gasanly N. Composition-tuned band gap energy and refractive index in GaSxSe1- x layered mixed crystals. Mater Chem Phys. 2017; 190: 74-78. [DOI:10.1016/j.matchemphys.2016.12.059]
46. Krane KS. Modern physics. Modern Physics, 2nd Edition, by Kenneth S. Krane. ISBN 0-471-82872-6. Wiley-VCH, August 1995: 608.
ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA
بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.