بررسی لایه جوانه‌زای اکسیدروی در رشد نانوساختارهای کادمیوم‌سولفید به منظور استفاده در ادوات اپتوالکترونیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، پژوهشکده نیمه هادی ها، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

2 استادیار، پژوهشکده نیمه هادی ها، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

amnc.2021.9.35.5

چکیده

در این پژوهش تاثیر لایه جوانه‌زای اکسید‌روی در رشد نانو‌ساختار‌های یکنواخت کادمیوم‌سولفید توسط روش لایه‌نشانی حمام شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. اعمال لایه اکسیدروی منجر به تغییر مورفولوژی کروی مانند کادمیوم‌سولفید لایه‌نشانی شده روی زیرلایه شیشه‌ای به ساختار نانوورقه‌ای شد. همچنین تغییر مورفولوژی از کروی شکل به ساختار نانوورقه‌ای منجر به تغییر ساختار بلوری از کیوبیک به هگزاگونال شد. طیف‌ سنجی مرئی-فرابنفش برای نمونه کادمیوم‌سولفید با ساختار نانو‌ورقه‌ای به علت مساحت سطح ویژه زیاد آن در مقایسه با نمونه‌ با ساختار کروی شکل، درصد جذب زیادتری از نور‌های ورودی را نشان داده است. گاف انرژی محاسبه شده این نمونه توسط نمودار تاک، مقدار eV 2.62 را نشان داده است که در مقایسه با ساختار بالک کادمیوم‌سولفید افزایش یافته است که این امر به علت خواص بلوری بهبود یافته نانوورقه‌ها است. نتایج بدست آمده نشان دهنده خواص حسگری بهبود یافته آشکارساز‌های نوری ساخته شده مبتنی بر نانو‌ورقه‌های کادمیوم‌سولفید در مقایسه با نمونه‌ دیگر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


 [1] K. Liu, M. Sakurai, M. Aono, ZnO-based ultraviolet photodetectors, Sensors. 10 (2010) 8604–8634.
https://doi.org/10.3390/s100908604.
[2] R. Ordonez, Novel control technique for cadmium sulfide Chemical Bath Disposition using real time
monitoring of cadmium ion molarity, The University
of Texas at El Paso, 2010. http://0-search.proquest.
com.library.nsu.edu/docview/1552484809?account
id=28204.
[3] M. Jordan, A comparative evaluation of cadmium sulfide deposition techniques, The University
of Texas at El Paso, 1993. http://0-search.proquest.
com.library.nsu.edu/docview/304098778?account
id=28204.
[4] G. Li, Y. Jiang, Y. Zhang, X. Lan, T. Zhai, G.C.
Yi, High-performance photodetectors and enhanced
field-emission of CdS nanowire arrays on CdSe single-crystalline sheets, J. Mater. Chem. C. 2 (2014)
8252–8258. https://doi.org/10.1039/c4tc01503g.
[5] V. Singh, P.K. Sharma, P. Chauhan, Synthesis
of CdS nanoparticles with enhanced optical properties, Mater. Charact. 62 (2011) 43–52. https://doi.
org/10.1016/j.matchar.2010.10.009.
[6] S. Chaure, N.B. Chaure, R.K. Pandey, A.K. Ray,
Stoichiometric effects on optical properties of cadmium sulphide quantum dots, IET Circuits, Devices
Syst. 1 (2007) 215–219. https://doi.org/10.1049/ietcds:20070048.
[7] M.A. Mahdi, J.J. Hassan, S.S. Ng, Z. Hassan,
N.M. Ahmed, Synthesis and characterization of single-crystal CdS nanosheet for high-speed photodetection, Phys. E Low-Dimensional Syst. Nanostructures.
44 (2012) 1716–1721. https://doi.org/10.1016/j.
physe.2012.05.003.
[8] Q. An, X. Meng, G. Liu, L. Hong, Annealing of
the superlong CdS nanotubes for enhanced performance in fully nanostructured photodetector, Mater.
Lett. 161 (2015) 751–754. https://doi.org/10.1016/j.
matlet.2015.09.083.
[9] J. Li, Y. Zhu, M. Li, H. Cai, H. Ding, N. Pan, X.
Wang, One-step fabrication of CdS nanoflake arrays
and its application for photodetector, Optik (Stuttg).
169 (2018) 190–195. https://doi.org/10.1016/j.
ijleo.2018.05.091.
[10] A. Djelloul, M. Adnane, Y. Larbah, M. Zerdali,
C. Zegadi, A. Messaoud, Effect of annealing on the
properties of nanocrystalline CdS thin films prepared
by CBD method, J. Nano- Electron. Phys. 8 (2016)
1–7. https://doi.org/10.21272/jnep.8(2).02005.
[11] M. Taherkhani, N. Naderi, P. Fallahazad, M.J.
Eshraghi, A. Kolahi, Development and Optical Properties of ZnO Nanoflowers on Porous Silicon for
Photovoltaic Applications, J. Electron. Mater. (2019).
https://doi.org/10.1007/s11664-019-07484-0.
[12] R. Brown, Handbook of Thin Film Technology,
1970.
[13] S. Rondiya, A. Rokade, A. Funde, M. Kartha,
H. Pathan, S. Jadkar, Synthesis of CdS thin films at
room temperature by RF-magnetron sputtering and
study of its structural, electrical, optical and morphology properties, Thin Solid Films. 631 (2017) 41–49.
https://doi.org/10.1016/j.tsf.2017.04.006.
[14] L. Li, S. Yang, X. Zhang, L. Wang, Z. Jiang, Q.
Lin, C. Wang, F. Han, N. Peng, Single CdS nanowire photodetector fabricated by FIB, Microelectron.
Eng. 126 (2014) 27–30. https://doi.org/10.1016/j.
mee.2014.03.046.
[15] M.A. Mahdi, J.J. Hassan, N.M. Ahmed, S.S.
Ng, Z. Hassan, Growth and characterization of CdS
single-crystalline micro-rod photodetector, Superlattices Microstruct. 54 (2013) 137–145. https://doi.
org/10.1016/j.spmi.2012.11.005.
[16] L. Li, Z. Lou, G. Shen, Hierarchical CdS Nanowires Based Rigid and Flexible Photodetectors with
Ultrahigh Sensitivity, ACS Appl. Mater. Interfaces.
7 (2015) 23507–23514. https://doi.org/10.1021/
acsami.5b06070.
[17] N. Naderi, M.R. Hashim, Nanocrystalline
SiC sputtered on porous silicon substrate after annealing, Mater. Lett. 97 (2013) 90–92. https://doi.
org/10.1016/j.matlet.2013.01.102.
[18] S. Kumar, P. Sharma, V. Sharma, Structural transition in II-VI nanofilms: Effect of molar ratio on structural, morphological, and optical properties, J. Appl.
Phys. 111 (2012). https://doi.org/10.1063/1.4724347.
[19] M.A. Barote, A.A. Yadav, E.U. Masumdar, Synthesis, characterization and photoelectrochemical
properties of n-CdS thin films, Phys. B Condens. Mat ter. 406 (2011) 1865–1871. https://doi.org/10.1016/j.
physb.2011.02.044.
[20] M.E. Calixto, P.J. Sebastian, Comparison of
the properties of chemical vapor transport deposited
CdS thin films using different precursors, Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 59 (1999) 65–74. https://doi.
org/10.1016/S0927-0248(99)00032-X.
[21] J. Li, Y. Zhu, M. Li, H. Cai, H. Ding, N. Pan, X.
Wang, One-step fabrication of CdS nanoflake arrays
and its application for photodetector, Optik (Stuttg).
169 (2018) 190–195. https://doi.org/10.1016/j.
ijleo.2018.05.091.