أطروحة دكتوراه في قسم الفيزياء تناقش تصنيع منظومة كهروكيميائية ودراسة تأثير البلازما الباردة على خصائص الأغشية المحضرة للطالب ثائر خليل صالح

تم دراسة الأغشية الرقيقة المعتمدة على النحاس موضوعًا ساخنًا في مجتمع علوم المواد نظرًا لوفرة النحاس وعدم سميته والعديد من التطبيقات المختلفة التي يمكن العثور عليها. في الوقت الحاضر، يتم استخدام مراحل النحاس المختلفة لتطبيقات متنوعة مثل الخلايا الكهروضوئية، ومضادات الميكروبات، والتحفيز الضوئي، والعديد من التطبيقات الإلكترونية البصرية.

على وجه الخصوص، يمثل أكسيد النحاس (I) (أو أكسيد النحاس، Cu2O) واحدًا من أقدم مواد أشباه الموصلات من النوع p. في هذه الأطروحة، ركزنا أولاً على تطوير ودراسة الأغشية الرقيقة من النحاس Cu باستخدام تقنية الترسيب الكهروكيميائي على قواعد من اوكسيد القصدير المطعم بالاندميوم ITO والمرسب على قواعد من الزجاج ،الخلية مكونة من قطبين الاول شريط من النحاس النقي والقطب الثاني قواعد الترسيب ITO . استخدمنا ثلاثة ازمان (1, 0.5, 0.25)دقيقة وتيارات مختلفة (0.08, 0.07, 0.06 ) امبير  وحامضية مختلفة (4.1, 3.2, 2.5 ) PH  لترسيب ثلاث عينات من اغشية النحاس ( CCuITO, BCuITO, ACuITO) على قواعد أوكسيد القصدير المطعم بالاندميوم المرسب على قواعد زجاجية ITO.

 اشارت النتائج تحضير اغشية النحاس ان سمك الاغشية المحضرة قد ازداد مع نقصان زمن الترسيب والدالة الحامضية وتيار الترسيب حيث بلغ ( 140.6 و 258.2 و 372.7 ) نانومتر للعينات ACuITO و BCuITO و CCuITO على التوالي.

بينت نتائج حيود الاشعة السينية للاغشية المحضرة ان حجم التبلور كان 3.3547 و 3.2389 و 3.0694 نانومتر  للعينات ACuITO و BCuITO و CCuITO على التوالي في حين كانت كثافة الانخلاعات 0.0894 و 0.0960 و 3.0694 خط/نانومتر و الاجهاد كان  0.7 و  0.07 نانومتر    للعينات ACuITO و BCuITO و CCuITO على التوالي.   

كذلك نتائج مجهر القوى الذرية AFM معدل الحجم الحبيبي على سطح الاغشية المحضرة كان 85.44 و 91.84 و 60.53 نانومتر اما الخشونة فقد كانت  35.569 و 52.386 و 66.074 نانومتر  للعينات ACuITO و BCuITO و CCuITO على التوالي.

التركيب الكيمياوي للغشاء المحضر اظهر (نتائج EDX ) ان نسبة النحاس كانت للاغشية المحضرة  67.83 و 86.18 و 86.76 نانومتر  للعينات ACuITO و BCuITO و CCuITO على التوالي, ولم يظهر اي عنصر اخر في الغشاء.

اشارت نتائج الخواص البصرية ان اعلى قيم للامتصاص كانت 0.86 و 0.83 و0.829 في حين كانت النفاذية 66% و 60% و 47.5%  للعينات ACuITO و BCuITO و CCuITO على التوالي. فجوات الطاقة كانت 3.56 و 3.6 و 3.67 الكترو فولت, على التوالي, اما معامل الانكسار فقد كانت    2.5و4.4 و 7.3 عند الطول الموجي 500 نانومتر  للعينات ACuITO و BCuITO و CCuITO على التوالي.

من خلال النتائج التركيبية والسطحية ونتائج البصرية نرى ان العينة الثالثة CCuITO هي افضل عينة لذلك تم اختيارها لدراسة تاثير المعالجة بالبلازما على خواص اغشية النحاس المحضرة.

بين نتائج معالجة سطح العينة CCuITO بالبلازما الباردة BDB كذلك بينت فحوصات حيود الاشعة السينية ظهور ثلاثة اطوارمختلفة SnO2 و InSO2 و Cu وكان حجم التبلور من 47.99 و 48.77 و 30.17 للعينات CCuITO (10, 20, 30) على التوالي. اما كثافة الانخلاعات فقد قلت من العينة الاولى من 4.43x1014 lin/m2 الى  4.21x1014 lin/m2  في حين كانت العينة الثالثة   1.1x1015 lin/m2  اما اجهاد الشبكة كان له نفس تصرف كثاثة الانخلاعات حيث للعينتين الاولى والثانية انخفض من 0.0028 الى 0.0027 في حين ارتفع للعينة الثالثة ليصل الى 0.0044  بالإضافة الى نتائج صور AFM ان معدل توزيع الحجم الحبيبي على السطح كان 111.4, 97.01, 99.42 نانومتر للعينات الثلاثة على التوالي في حين ان الخشونة ازدادت للعينتين الاولى والثانية من 81.52 الى 69.44  نانومتر ولكنها ازدادت قليلا للعينة الثالثة لتصل الى 108.89 نانومتر .