دراسة التشويب على ثنائي أوكسيد على الخصائص التركيبية والبصرية والكهربائية وإمكانية استخدامها كمتحسس غاز الأوزون وزون للطالب عباس زويد خلف

تم  دراسة تأثير اضافة المنغيز على ثنائي اوكسيد القصدير المرسب على الكوارتز باستخدام طريقة الليزر النبضي  اذا بينت نتائج حيود الاشعة السينية أظهرت أن غشاء أكسيد القصدير النقي له بنية متعددة التبلور وطور رباعي، مع نمو في الاتجاهات البلورية (110)، (101)، (200)، و(211) والسائد منها كان (101).

أما عند إضافة شوائب المنغنيز، فقد تحسنت البنية البلورية، حيث زادت شدة قمة المنغنيز وانخفضت قمم أكسيد القصدير، مما يدل على زيادة التبلور والتجانس في المادة المشوبة.

بينت نتائج  تقنية المجهر القوة الذرية (AFM) لدراسة تضاريس سطح الغشاء المحضر وبنيته البلورية وتأثير نسبة التشويب على خصائصه، وتُظهر النتائج أن خشونة السطح تقل مع زيادة نسبة التشويب، و اظهرفحص أغشية أكسيد القصدير المحضرة، سواء النقية أو المشوبة بالمنغنيز، باستخدام مجهر المسح الإلكتروني عالي الفائدة (FE-SEM)، وأظهرت النتائج أن إضافة تشويبات المنغنيز بنسب قليلة أثرت بشكل كبير على طبيعة السطح وحجم الحبيبات، حيث زاد انتظام السطح وحجم الحبيبات مع زيادة نسبة التشويب. اما من خلال فحوصات البصرية  من خلال طيف النفاذية للأغشية الرقيقة من أكسيد القصدير النقي والمشوب زيادة تدريجية في النفاذية مع زيادة تركيز الشوائب، حيث وصلت إلى قيم عالية تتراوح بين 80-90% في المنطقة المرئية اما الامتصاصية فان زيادة التشويب تؤدي إلى إزاحة حافة الامتصاص الأساسية نحو الأطوال الموجية الأقصر، وهذا التغير في قيم حافات الامتصاص مهم في تطبيقات طلاء طبقات النوافذ لمنع الامتصاص غير المرغوب به في مدى طيف الإضاءة.

اما فجوة الطاقة  فقد تم زيادة فجوة الطاقة للأغشية المطعمة بالمنغنيز من 3.33 eV للغشاء النقي إلى 3.57 eV. هذا التزايد في فجوة الطاقة يُعزى إلى زيادة كثافة المستويات القانصة الناتجة من ذرات الشوائب داخل فجوة الطاقة الممنوعة وبالقرب من حزمة التوصيل، مما أدى إلى تغيير موقع مستوى فيرمي في المادة شبه الموصلة السالبة (n-type). بينما أظهرت الفحوصات الكهربائية  ان التوصيلية الكهربائية المستمرة (σdc) لأغشية أوكسيد القصدير (SNO2) النقية والمطعمة بالمنغنيز (Mn)، حيث لوحظ أن التوصيلية الكهربائية تزداد مع زيادة درجة الحرارة لجميع الأغشية.. وتم دراسة خصائص الاستشعار لهذه الأغشية كدالة للوقت عند درجات حرارة تتراوح بين 50-200 درجة مئوية، حيث تم ترسيب قناع من الألمنيوم بسمك 300-400 نانومتر على سطح الغشاء لتشكيل مستشعرات الغاز. تتغير مقاومة الغشاء الرقيق عند تعرضه لغاز NF3 ،  الحساسية (S%) أن الغشاء النقي له حساسية 13.8% عند 50 درجة مئوية، تزداد إلى 32% عند 200 درجة مئوية، بينما تُظهر الأغشية المشوبة بالمنغنيز حساسية أعلى تصل إلى 46% عند 200 درجة مئوية .