تعزيز أداء كاشف الأشعة فوق البنفسجية باستخدام أفلام NiO النانوية المفلورة بالنحاس
Title Boosting UV photodetector performance with copper-doped NiO nanoflake thin films
الباحث الرئيس محمد شعبان سعيد فاضل
التخصص: الفيزياء
التخصص الدقيق: علوم المواد وفيزياء النانو
المستخلص: الملخص: في هذه الدراسة، تم تصنيع أفلام NiO النانوية المفلورة بالنحاس عند درجة حرارة الغرفة على ركائز ITO باستخدام تقنية الامتصاص والتفاعل الطبقي الأيوني المتتابع (SILAR)، مع نسب مختلفة من عنصر
. Cu (0%, 3% 6%, 9%)تم إجراء تحليل دقيق للبنية المجهرية، شكل السطح، التركيب الكيميائي، الخصائص البصرية، وتحليل التوصيل الكهروضوئي بالأشعة فوق البنفسجية للأفلام المحضرة . أكّد تحليل XRD أن التركيب المكعبي (Fm3m) للأفلام خالٍ من أي شوائب بلورية .أظهرت قيم فجوة النطاق اتجاهًا تنازليًا مع زيادة تركيز الفلور .كشفت الفحوصات المورفولوجية أن جميع العينات تحتوي على حبيبات نانوية موزعة بشكل متجانس دون فراغات أو عيوب هيكلية. تم اختبار كاشفات الأشعة فوق البنفسجية المحضرة من NiO النقي والمفلور بالنحاس عبر قياسات I-V ومعايير الاستشعار الضوئي. كشفت النتائج أن عينة NiO المفلورة بنسبة 6% Cu تمتلك تيارًا ضوئيًا عاليًا، مع تحسين في الاستجابة بمقدار 28.1 × 10⁻² AW⁻¹، قابلية كشف بلغت 13.19 × 10⁹ Jones، وكفاءة EQE بنسبة 75.13%.
Abstract: In this report, the pristine and copper-doped nickel oxide (NiO) nanoflakes were synthesized at ambient temperature on ITO substrate with different ratio of Cu dopant (0 %, 3 %, 6 %, and 9 %) via the successive ionic layer adsorption and reaction technique. The NiO:Cu nanoflakes' microstructure, surface morphology, composition analysis, optical characteristics, and UV photoconduction analysis were all thoroughly examined. XRD analysis verified the cubic structure occupying the space group (Fm3m) of NiO thin films to be free of any impurity phases. The bandgap values exhibit a decreasing trend with increasing doping concentration. The morphological investigations reveal that all samples show uniformly distributed nanoflakes grains without voids or defect structures. The prepared pure and Cu-doped NiO thin film photodetectors were examined via I-V characteristics and photo-sensing parameters. The results reveal that the 6 % Cu-doped NiO photodetector sample possesses higher photocurrent, improved responsivity of 28.1 × 10−2 AW−1, detectivity of 13.19 × 109 Jones, and EQE of 75.13 %.