تصنيع وخصائص اغشية اوكسيد التيتانيوم المطعمة باوكسيد الالومينا بتقنية الترسيب بالليزر النبضي

الملخص

في هذه الدراسة، تم تحضير أغشية رقيقة من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) نانوية التركيب على ركائز زجاجية باستخدام تقنية الترسيب بالليزر النبضي (PLD) (باعتماد ليزر Nd:YAG). تم استقصاء تأثير التشويب بأكسيد الألومنيوم (Al2O3) بتركيزات وزنية مختلفة (0، 1، 3، 5%wt) على الخصائص التركيبية والبصرية بشكل منهجي. أكد تحليل حيود الأشعة السينية (XRD) تشكّل بنية رباعية الأضلاع (Tetragonal) متعددة التبلور لجميع العينات. ولوحظ أن متوسط الحجم البلوري تناقص مع زيادة مستويات التشويب، وهو ما ارتبط بزيادة في عرض القمة عند منتصف الارتفاع (FWHM) والانفعال الشبكي (Lattice strain). أظهرت القياسات البصرية أن النفاذية الضوئية تنخفض مع زيادة محتوى Al2O3. وسجل غشاء TiO2 النقي أقل امتصاصية في المنطقة فوق البنفسجية (UV)، بينما أظهرت الأغشية المشوبة امتصاصاً محسناً في الطيف المرئي (VIS). ومن الملاحظ أن فجوة الطاقة البصرية (Eg) تضاءلت بشكل كبير من 3.78 إلكترون فولت للغشاء النقي إلى 2.98 إلكترون فولت عند تركيز تشويب 5%، ويُعزى ذلك إلى استحداث مستويات موضعية جديدة داخل فجوة الحزمة. علاوة على ذلك، لوحظت زيادة في معامل الانكسار والجزءين الحقيقي والخيالي لثوابت العزل الكهربائي بالتزامن مع زيادة نسبة التشويب في المدى المرئي.