بررسی اثر توان ‏rf‏ بر خواص ساختاری، الکتریکی و نوری لایه‌های نازک ‏اکسید مس تولید شده به روش کندوپاش واکنشی مغناطیسی

اثر توان ‏rf‏ بر خواص ساختاری، الکتریکی و اپتیکی لایه‌های نازک کوپریک اکساید (‏cuo‏) مورد بررسی قرار گرفت. لایه‌ها با استفاده از سامانه ‏کندوپاش مغناطیسی در فرکانس رادیویی پوشش‌دهی شدند و اثر توان اعمالی بر خواص لایه مورد مطالعه قرا رگرفت. به منظور بررسی خواص ‏ساختاری و مورفولوژی سطح و ترکیب شیمیایی لایه‌ها به ترتیب از آزمون پراش پرتو ایکس، آزمون طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و ‏میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. همچنین از آنالیز همزمان‎ ‎طیف سنجی نشری نوری (‏oes‏) برای نظارت بر پلاسما در حین فرآیند ‏لایه‌نشانی استفاده شده است. نتایج نشان داد یونیزاسیون در حجم پلاسما در حدی بود که اتم‌های مس در هر سه توان اعمالی برانگیخته و حتی ‏یونیزه نیز شدند. همچنین با افزایش توان، یونیزاسیون تقویت شده و در نتیجه فرآیند کندوپاش و واکنش‌های اکسیداسیون نیز تقویت شدند. در ‏نتیجه آهنگ انباشت لایه و غلظت اکسیژن در ترکیب لایه‌ها افزایش یافته است. نتایج آنالیز الکتریکی اثر هال نشان داد که لایه‌‌های نازک ‏cuo‏ رشد ‏یافته نیم‌‌رسانای نوع ‏p‏ بودند. بررسی افزایش توان‌‌ ‏rf‏ از 25 تا 100 وات نشان داد،‎ ‎گاف نواری مستقیم لایه‌‌ها از 2.22 به ‏ev‏ 2.17 و مقاومت ویژه ‏از ‏kω.cm‏ 2.93 به ‏ω.cm‏ 14.8 کاهش یافته است.‏

investigation of the effect of rf power on the structural, electrical and optical properties of copper oxide thin films produced by magnetron reactive sputtering

effect of rf power on the structural, electrical and optical properties of cupric oxide (cuo) thin films was investigated. the films were deposited using a magnetron sputtering system powered by radio frequency source. the effect of applied power onthe properties of the films was studied. x-ray diffraction analysis (xrd), energy dispersive x-ray spectroscopy (edx) and scanning electron microscope (sem) were used in order to study the structural properties and surface morphology and chemicalcomposition of the deposited films, respectively. simultaneous optical emission spectroscopy (oes) analysis has also beenused to monitor the plasma during the deposition process. the results showed that the ionization in the plasma volume was tothe extent that copper atoms were excited and even ionized in all three powers. moreover, as the power increases, ionizationwas enhanced which resulted in enhancement of both the sputtering process and oxidation reactions. as a result, the depositionrate and the concentration of oxygen in the composition of the films were increased. the results of the hall effect electricalanalysis showed that the grown cuo thin films were p-type semiconductors. the investigation of increasing rf power from25 to 100 w showed that the direct band gap of the films decreased from 2.22 to 2.17 ev and resistivity was also reduced from 2.93 kω.cm to 14.8 ω.cm.