الخصائص الهيكلية والمورفولوجية والاهتزازية والبصرية وغير الخطية للأغشية الرقيقة المتحللة بالرش CdS: تأثير محتوى المنشطات Gd
Title Structural, morphological, vibrational, optical, and nonlinear characteristics of spray pyrolyzed CdS thin films: Effect of Gd doping content
الباحث الرئيس محمد بن غانم
الباحثون المشاركون
التخصص: الفيزياء
التخصص الدقيق: خلايا شمسية
المستخلص: يوضح هذا البحث تحضير الأغشية الرقيقة لكبريتيد الكادميوم (CdS) باستخدام تقنية الانحلال الحراري بالرش البخاخات عن طريق تغيير محتوى الجادولينيوم في نطاق 0-5٪ بالوزن ؛ كما تم وصف توصيفهم. في هذه الدراسة تم دراسة تأثير تركيز Gd على الخصائص الهيكلية ، الاهتزازية ، الخطية البصرية ، وغير الخطية. يظهر فحص XRD لمؤتمر LMS غير المستشفلة والمتفوقة الناتج GD الطبيعة البلورية نحو الطائرة (002). تم تقييم المعلمات المهمة الأخرى ، مثل الحجم البلوري (D) ، والانفعال (ϵ) ، وكثافة الاضطرابات (δ) ، بواسطة XRD ، وتمت مناقشة هذه النتائج بدقة. تظهر دراسات SEM مورفولوجيا الحبوب. لوحظ أن حجم الحبوب يزداد مع زيادة تركيز المنشطات. بسبب المنشطات Gd في CdS ، لوحظ أن فجوة الطاقة الضوئية أقل من تلك الموجودة في الفيلم النقي ، والتي تقع في نطاق 2.416-2.283 فولت. أشارت الخصائص الخطية وغير الخطية لأغشية CdS: Gd إلى أن منشطات Gd أثرت على الخصائص البصرية. التحسن الملحوظ في الخواص الكهربية الضوئية والتغيرات في الجودة البلورية وتحسينات الخصائص البصرية ناتجة عن زيادة تركيز المنشطات Gd.
Abstract: This paper reports the preparation of cadmium sulfide (CdS) thin films using a nebulizer spray pyrolysis technique by varying gadolinium content in the range of 0–5 wt.%; their characterization is also described. In this study, the effect of Gd concentration on structure, vibrational, optical linear, and nonlinear properties is investigated. The XRD examination of undoped and Gd-doped CdS films shows the crystalline nature toward the (002) plane. Other important parameters, such as crystalline size (D), strain (ϵ), and dislocations density (δ), were evaluated by XRD, and these results are thoroughly discussed. The SEM studies show the morphology of grains. It was observed that the size of grains increased with an increase in doping concentration. Owing to Gd doping in CdS, the optical energy gap is observed to be lower than that of pure film, which is in the range of 2.416–2.283 eV. The linear and nonlinear properties of CdS: Gd films indicated that Gd doping affected optical properties. The observed enhancement in opto-electrical properties, changes in crystalline quality, and optical property enhancements are caused by an increase in Gd doping concentration.
الحالة: محكم ومنشور
جهة التحكيم: Materials Chemistry and Physics
دار النشر: ELSEVIER SCIENCE SA , PO BOX 564, LAUSANNE, SWITZERLAND, 1001