الباحثون المشاركون

التخصص: الفيزياء

التخصص الدقيق: Material Science

المستخلص: يوديد الرصاص هو أحد أفضل كزاشف الإشعاع عند درجة حرارة الغرفة بما في ذلك التطبيقات في الخلايا الشمسية وأجهزة الكشف الضوئية. هنا ، قمنا بتصنيع الأغشية الرقيقة عالية الجودة من المادة نقية والمطعمة Nd: PbI2 من خلال مسار طلاء بالدوران بسيط وفعال من حيث التكلفة ودرسنا خصائصها الرئيسية. تؤكد دراسة حيود الأشعة السينية على اتجاه نمو جميع الأفلام على طول مستوى المحور c (001) والطور المفرد من الأشكال المتعددة 2H-PbI2 مع بلورات بحجم يتراوح من 21 إلى 31 نانومتر. تم إجراء مزيد من التأكيد على النمو والطور من خلال تحليل FT-Raman . كما تم إجراء خرائط EDX و SEM لتأكيد تطعيم Nd وتجانسها في الأفلام. يوفر تحليل SEM رؤية واضحة للتشكل السطحي للأغشية المنماه ولقد تم الحصول على حجم البلورات في حدود 54 إلى 71 نانومتر. علاوة على ذلك ، تم ملاحظة الخشونة وجذر متوسط التربيع وقيم حجم الحبوب من تحليل AFM في المدي من 10 إلى 15 نانومتر و 8 إلى 30 نانومتر ، في المقابل. يُظهر القياس الضوئي شفافية عالية ، أي ~ 90 ٪ للأفلام المحضرة في منطقة NIR . كما لوحظ أن فجوة الطاقة المباشرة تتحسن مع التطعيم ب Nd من 2.45 الكترون فولت إلى 2.58 الكترون فولت ، ولكن هناك فجوة طاقة أخرى تظهر انخفاضًا مع التطعيم من 2.30 فولت إلى 2.24 فولت. هذا يوضح إمكانية وجود فجوة في نطاق الطاقة الفرعية في PbI2 . لقد تم تقييم القيمة الثابتة لمعامل الانكسار ~ 2. كما تم العثور على قيمة ε 'تتراوح من 4 إلى 27 في نطاق الطاقة من 1 إلى 2.5 الكترون فولت. لقد تمت دراسة السلوك المحدد الضوئي لجميع الأفلام أيضًا باستخدام اثنين من الليزر λ = 532 نانومتر و 632.8 نانومتر. علاوة على ذلك ، تم تصنيع الاداة للدراسة الكهربائية ووجد أن المقاومة تزداد من 5.14×108 Ω-cm للمادة النقية إلى 1.18×109 Ω-cm لـ 5٪ من Nd-doped PbI2 .

Abstract: Herein, we have fabricated the high-quality thin films of pure and Nd:PbI2 through a simple and cost-effective spin-coating route and investigated their key properties. X-ray diffraction study confirms the growth orientation of all films along c-axis/ (001) plane and single phase of 2H-PbI2 Polytypes with the crystallites of size in range of 21–31 nm. Further confirmation of growth and phase was carried out through FT-Raman analysis. EDX and SEM mapping was also carried out to confirm the Nd doping and its homogeneity in the films. SEM provides a clear view on the surface morphology of grown films and grain size was found in the range of 54–71 nm. Optical measurement shows high transparency, i.e., ~ 90% for grown films in visible to NIR region. The direct bandgap is observed to be enhanced with Nd doping from 2.45 to 2.58 eV; however, there is another bandgap which shows reduction with doping from 2.30 to 2.24 eV. This shows the possibility of existence of subenergy bandgap in PbI2. The stable value of refractive index is evaluated ~ 2. The value of εʹ is found to varies from 4 to 27 in the energy range of 1–2.5 eV. Optical limiting behavior of all films was also studied at two lasers of λ = 532 nm and 632.8 nm. Moreover, a device fabrication was done for electrical study and found the resistivity increases from 5.14 × 108 Ω-cm for pure to 1.18 × 109 Ω-cm for 5% Nd-doped PbI2.

الحالة: محكم ومنشور

جهة التحكيم: Springer

دار النشر: NA

سنة النشر: 2019