الباحثون المشاركون

التخصص: الفيزياء

التخصص الدقيق: Material Science

المستخلص: هنا ، تم إثبات تصنيع وتوصيف أغشية CdS الرقيقة الجديدة المخدرة Sm-doped لتطبيقات جهاز الكشف الضوئي. تظهر الأفلام المصنعة تبلورًا جيدًا ، موجهًا على طول مستوى (002) بحجم بلوري يتراوح من 18 إلى 30 نانومتر. تم تأكيد مورفولوجيا Sm-doping والتجانس في الأفلام المثقفة بواسطة SEM / EDX. كشفت دراسة FESEM عن تكوين جسيمات نانوية منخفضة الأبعاد وأغشية خالية من الفراغات والشقوق. تم توضيح تأثير Sm-doping على الخصائص البصرية الخطية وغير الخطية للأغشية الرقيقة المصنعة. لقد لوحظ أن المعلمات الضوئية مثل معامل الانكسار ، فجوة نطاق الطاقة ، والحساسية يتم تقليلها عن طريق المنشطات sm في أغشية CdS الرقيقة. لوحظت ذروة انبعاث تبلغ حوالي 533 نانومتر في أطياف PL من CdS النقي الذي وجد أنه تم إزاحته باللون الأزرق وتم إخماده بواسطة Sm-doping. أخيرًا ، تم فحص أداء الكاشف البصري 532 نانومتر. وجد أن الكاشف البصري 1% Sm:CdS يظهر أداء محسنًا (استجابة أعلى 1.01 A/W ، اكتشاف أعلى لـ 2.21×1012 ، حساسية بصرية ممتازة 4.9×103 ، EQE عالي جدًا 257% ) مقارنة بنقاوة CdS (استجابة 0.213 A/W ، اكتشاف7.43×1011 جونز ، حساسية للضوء 2.0×103 ، و. 249% ⁓EQE تشير هذه النتائج إلى أن المنشطات Sm هي طريقة فعالة لتحقيق كاشف ضوئي CdS عالي الجودة.

Abstract: Achievement of high-performance photodetectors based on CdS is a key field of research and challenging the current scenario. Here, facile fabrication and characterization of novel samarium (1, 3 and 5 wt.%Sm)-doped CdS thin films for the photodetector applications have been demonstrated. The fabricated films show good crystallinity with crystallites size ranging 18–30 nm. The morphology and homogeneity of Sm-doping ingrown films were confirmed through scanning electron microscopy/energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDX). Field emission SEM study reveals the low dimension nanograins formation and the films are free from voids and cracks. The effects of Sm-doping on linear and nonlinear optical properties of the fabricated thin films have been elucidated. The optical parameters such as refractive index, energy gap, susceptibilities were noticed to be reduced by Sm-doping in CdS thin films. An emission peak around 536 ± 14 nm was observed in PL spectra of pure CdS which was found to be shifted and quenched by Sm-doping. Finally, the photodetector performance of the fabricated thin films has been investigated for 532 nm laser light. The photodetector based on the 1 wt.% Sm:CdS shows an improved performance (higher responsivity of 1.01 AW−1, higher detectivity of 2.21 × 1012Jones, excellent photo-sensitivity of ∼4.9 × 103, and very high external quantum efficiency (EQE) of 257 %) compared to pure CdS(responsivity of 0.213 AW−1, detectivity of 7.43 × 1011Jones, photosensitivity of ∼2.0 × 103, and EQE of249.70 %). These results propose a much simpler route to achieve high-quality CdS films for photodetector applications.

الحالة: محكم ومنشور

جهة التحكيم: Elsevier

دار النشر: NA

سنة النشر: 2020