الفهرس 
INTRODUCTION AND REVIEW OF LITERATUREيوجد فقط 14 صفحة متاحة للعرض العام
 |  | from | 182 |  |  |
| | | from | 182 | | |
المستخلص
الملخص العربي
تحضير وتوصيف فيزيائي للسليكون المسامي النانومتري للاستفادة منه في بعض التطبيقات البيئية
يعتبرالسليكون المسامي من المواد ذات الجودة العالية والممتازة وذلك بسبب تميزه بصفات ميكانيكية وحرارية عالية, وقدرته الواضحة في بناء المركبات الإلكترونية,وانخفاض تكاليف صناعته,أيضا فهو يتميز بمساحة سطحه العالية بالرغم من صغر الحجم, كما يمكن التحكم في حجم المسام السطحية وايضا امكانية تعديل خواصة الكيمائية السطحية.
في هذه الدراسة تم تحضير عينات مختلفة من طبقات السليكون المسامي باستخدام تركيزات مختلفة من المحلول الكهربي وأزمنة تنميش مختلفة مع ثبات كثافة التيار الكهربي المستخدم, قد تم دراسة الخواص السطحية والضوئية للعينات, وذلك لتحديد أفضل شروط للعينات تحقق أفضل استخدام في تطبيقات الخلايا الشمسية وتطبيقات الإستشعار البيئي.
وقد تم توصيف الخواص السطحية والضوئية لطبقات السليكون المسامي باستخدام كلا من الأجهزة التالية:
الميكرسكوب الإلكتروني عالي الجود الماسح:
(JEOL 1200 EX П JAPANE)
جهاز أشعة اكس (Philips- mPW 1840)
جهازقياسات الوميض الطيفي:
(RF-530 Spectro Fluorophotometer, Shimadzn)
جهاز قياسات الإنعكاس (JASCO V-670, UV/VIS/NIR, Japan)
مطيافية فورير للأشعة تحت الحمراء :
(Nicolet 6700 FT-IR, thermoscientific, class1)
وقد أظهرت النتائج:
أوضحت الخواص السطحية للعينات أنه بزيادة كلا من زمن التنميش وتقليل نسبة المحلول الكهربي (حامض الهيدروفلوروريك), تزداد كلا من المسامية, حجم المسام وسمك الطبقة المسامية للسليكون المسامي. عند تركيز 2: 1من المحلول الكهربي يظهر نوعين من الأسطح: نوع يتكون من خلايا صلبة محاطة بشقوق رأسية متعددة ويكون حجم هذه الثقوب أكبر مايمكن, وذلك يعطي الإمكانية لظهور الخصائص الكمية, وأن هذه الثقوب تعمل كقنوات مسامية جماعية لها نفس الخصائص الجزيئية.
يظهر طيف السليكون الناتج من حيود الأشعة السينية وجود قمة واحدة عند الزاوية الحادة 2θ = 32.95° وهذا يؤكد الخاصية البلورية الأحادية للسليكون, تظهرقمم الطيف الناتج للسليكون المسامي عند نفس الزاوية الحادة وهذا دليل على ان السليكون يحتفظ بطبيعته حتى بعد تحوله الي الحجم النانو متري. يوجد انخفاض واضح في الحجم البلوري للسليكون المسامي مع زيادة زمن التنميش وتقليل نسبة المحلول الكهربي (حامض الهيدروفلوروريك), عند تركيز 2: 1من المحلول الكهربي عندما تكون المسامية أعلى ما يمكن, يكون حجم الجزيئات السليكون المسامي أصغر ما يمكن, وان كل هذه الجزيئات لها نفس الحجم تقريبا وهذا يمكن أن يؤخذ كدليل على نظرية التأثير الكمي.
تزداد كثافة قمم طيف الوميض الضوئي وايضا ينحرف موضع هذه القمم إلى الأطوال الموجية في المدى القصير لطبقات السليكون المسامي وذلك بزيادة المسامية, وهذا يتحقق بالتحكم في متغيرين: زمن التنميش ونسبة المحلول الكهربي (حامض الهيدروفلوروريك). وقد أظهرت النتائج أن أعلى كثافة لطبقات السليكون المسامي تكون عند تركيز 2:1من المحلول الكهربي وذلك لأنه يعطي أكثر مسام متجانسة ومتساوية الحجم.
تنخفض انخفاض حاد كثافة قمم الوميض الضوئي لعينات السليكون المسامي عند غمرها في الماء المقطر بدون تغير أو ازاحة في موضع هذه القمم. وهذا دليل على امكانية استخدام السليكون المسامي في تطبيقات الاستشعار البيئي مثل التطبيقات الحيوية وتطبيقات التحسس البيئي للغازات.
يعطي سطح عينات السليكون المسامي نسبة انعكاسية قليلة جدا وذلك بسبب صغر سمك طبقة السليكون المسامي, ويتضح أنه بزيادة زمن التنميش وتقليل نسبة المحلول الكهربي (حامض الهيدروفلوروريك), تقل نسبة الإنعكاسية لطبقة السليكون المسامي وتنحرف باتجاه الأطوال الموجية ذات المدى القصير(طاقات عالية) وذلك نتيجة لزيادة خشونة السطح وزيادة المسامية, وهذا ما أكدته نتائج الميكرسكوب الإلكتروني الماسح. عند غمر عينات السليكون المسامي في الماء المقطر تنحرف الإنعكاسية الناتجة من السطح باتجاه الأطوال الموجية ذات المدى الطويل (تغير صغير في طيف الإنعكاس الناتج).
ينخفض معامل الإمتصاص لعينات السليكون المسامي وذلك عند زيادة المسامية، كما ينحرف باتجاه الأطوال الموجية ذات المدى القصير، أي طاقات عالية، وذلك بتقليل نسبة المحلول الكهربي (حامض الهيدروفلوروريك), وهذا متوقع نتيجة لانكماش حجم السليكون والذي يؤدي الى تقليل تشتت الموجات الضوئية.
تزداد طاقة الفجوة الضوئية لعينات السليكون المسامي من 2.06إلى2.1 اليكترون فولت وذلك من خلال زيادة زمن التنميش وبالتالي تزداد المسامية للعينات. وهذا التغير نتيجة لانكماش حجم بللورات السليكون (تأثير الحجم الكمي), بينما تظهر عينات السلبكون المسامي المغمورة في الماء المقطر انخفاض في قيم طاقة الفجوة الضوئية الى 1.9 اليكترون فولت وهذا يؤكد امكانية استخدام السليكون المسامي في تطبيقات الاستشعار.
يوضح تحليل مقياس فورير للاشعة تحت الحمراء لعينات السليكون المسامي أن القمة الموجودة حول القيم 1070cm^(-1)هي ناتجه من الرابطة الكيميائية Si-O-Si وهي تعتمد على درجة الأكسدة لسطح السليكون المسامي, وأن الروابط الأساسية هي روابط مجموعات الهيدروجين Si-Hx groups (x = 1, 2 or 3) وأن وجود هذه الروابط ذات أهمية ليس فقط لإزاحة روابط السليكون المعلقة ولكن أيضا مسئولة عن توسيع نطاق طاقة الفجوة الضوئية والتى بدورها تؤثر على طيف الوميض الضوئى الخاص بالسليكون المسامي.