موفقیت محققان دانشگاه آزاد لاهیجان و گیلان در ساخت لایه‌های نازک نانو ساختاری

 عباس باقری خطیبانی، عضو هیات علمی دانشگاه آزاد لاهیجان در گفت‌و‌گو با خبرنگار خبرگزاری دانشجو در رشت، گفت: اکسید کادمیوم (CdO) شفافیت بالایی در ناحیه‌ نور مرئی طیف خورشید دارد، این ماده همچنین از ویژگی‌های الکتریکی مطلوبی از جمله مقاومت الکتریکی پایین و غلظت بالای حامل‌های الکتریکی برخوردار است.

وی افزود: لایه‌های نازک اکسید کادمیم کاربردهای متنوعی در حوزه‌های مختلف فناوری نظیر سلول‌های خورشیدی، صفحات نمایش تخت، حسگرهای گازی، الکترودهای شفاف، ترانزیستورهای نوری و OLED ها دارد؛ اما یکی از مهم‌ترین مشکلات آن‌ها، دستیابی همزمان به میزان شفافیت خوب و رسانایی بالا در آن است، به همین دلیل در این پژوهش به دنبال ایجاد همزمان این دو ویژگی در لایه‌های نانوساختار اکسید کادمیوم بودیم.

عضو هیات علمی دانشگاه آزاد لاهیجان تصریح کرد: در بسیاری از کاربردها مانند صفحه‌های نمایش، سلول‌های خورشیدی و پنجره‌هایی که در ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، پنجره‌های هوشمند، نیاز به صفحاتی است که قابلیت عبور نور را داشته باشند یا به عبارت دیگر دارای شفافیت نوری باشند این در حالی است که از چنین صفحاتی قابلیت‌های الکتریکی را نیز انتظار می‌رود که خود موجب کاهش شفافیت نوری در چنین لایه‌هایی می‌شود. از این روست که ایجاد موازنه‌ مناسب میان این دو خاصیت متضاد، دغدغه‌ اصلی محققین این حوزه به شمار می‌رود.

باقری گفت: در این تحقیق نمونه‌هایی از لایه‌های نازک نانوساختار اکسیدکادمیم و همچنین اکسید کادمیم آلاییده شده با فلوئور بر روی زیرلایه‌های شیشه‌ای ساخته شده و خواص فیزیکی این لایه‌ها مورد بررسی قرار گرفته است، بدین ترتیب نشان داده شده که دو هدف مذکور یعنی شفافیت بالا و مقاومت پایین، برای چنین لایه‌هایی کاملاً قابل دسترس است.

وی افزود: باید توجه داشت که آلاییده کردن لایه‌های مواد نیمه رسانا با عناصر دیگر گاهی سبب ایجاد ویژگی‌های نامطلوبی در آن‌ها می‌شود که حتی بر کاربرد آن‌ها اثر معکوس دارد؛ اما استفاده از عناصر مناسب بسیار اثربخش خواهد بود، به همین دلیل در این طرح از عنصر فلوئور استفاده شده است.

عضو هیات علمی دانشگاه آزاد لاهیجان گفت: استفاده از عنصر فلوئور تأثیر مثبتی بر خواص نوری و الکتریکی اکسید کادمیم دارد و باعث کاهش مقاومت و افزایش رسانایی آن می‌شود.

باقری افزود: وجود همزمان شفافیت و رسانایی الکتریکی بالا از مهم‌ترین ویژگی‌های این لایه‌هاست که منجر به افزایش بازده عملکرد آن‌ها می‌شود. این تحقیقات در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته است.

وی گفت:  جهت ساخت این لایه‌ها از روش افشانه‌ پایرولیز (spray pyrolysis) استفاده شده است که در مقایسه با روش‌های متداول دیگر همچون کند و پا (sputtering)، باریکه‌ یونی (Ion Beam) و لیزر پالسی (Pulsed Laser) هزینه‌ کمتری داشته و نیازی به شرایط فرایندی سخت و ویژه، همچون اعمال شرایط خلأ یا کاربرد گازهای سمی ندارد.

لازم به ذکر است، در این تحقیق ساختار لایه‌ها و خواص الکتریکی و نوری آن‌ها توسط روش‌های مختلف نظیر XRD، SEM، AFM و طیف سنجی UV مورد بررسی قرار گرفته است.

عباس باقری خطیبانی، عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد لاهیجان؛ سید محمد روضاتی، عضو هیأت علمی دانشگاه گیلان و زهرا الندی حلاج فارغ التحصیل کارشناسی ارشد رشته فیزیک حالت جامد از دانشگاه گیلان از محققان دانشگاه آزاد لاهیجان و گیلان هستند که موفق به ساخت لایه‌های نازک نانوساختاری شده‌اند که می‌تواند در ساخت ابزار الکتریکی و نوری از جمله سلول‌های خورشیدی، حسگرهای گازی و صفحات نمایشگر به کار گرفته شود.