Journal of Interfaces, Thin Films, and Low dimensional systems

Optical properties and topography behavior in Cobalt Selenide nanostructure thin films under concentration changing

Document Type : Original Article

Authors

Department of Physics, Faculty of Sciences, Malayer University, Malayer, Iran

Abstract

In this work, a simple solution synthesis route for CoSe nanostructure thin films using the chemical bath deposition method is presented. The ions concentration role that affects the evolution of the nanostructure thin film configuration and optical band gap in CoSe nanoparticle arrays are investigated. The experimental data showed that the ions concentration can affect the optical band gap, surface topography, and configuration of a thin layer in the same way as they affect the optical band gap and thin film thickness. Derivation ineffective thickness method has been employed for optical band gap determination and index transitions without any presumption about the transition nature. The useful numerical data for characterization of the surface topography extracted from atomic force microscopy data has been examined. The influence of the ions concentration on the 3-D surface morphology of cobalt selenide (CoSe) nanostructure thin films prepared by the chemical bath deposition method has been considered.

Keywords

Main Subjects

Article Title [Persian]

گذار اپتیکی و رفتار توپوگرافی سطح در لایه های نازک نانو ساختار سلنید کبالت با تغییر خلوص در دمای مطلوب

Authors [Persian]

  • داریوش مهرپرور
  • نادر قبادی

گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

Abstract [Persian]

در این کار مسیر سنتز محلول ساده برای لایه های نازک نانوساختار CoSe با استفاده از روش رسوب حمام شیمیایی ارائه شده است. غلظت یونی که بر تکامل پیکربندی نازک فیلم نازک و شکاف باند نوری در آرایه های نانو ذرات CoSe تأثیر می گذارد، بررسی شده است. داده های تجربی نشان داد که غلظت پون ها می تواند بر شکاف باند نوری، توپوگرافی سطح و پیکربندی لایه نازک تأثیر بگذارد از همان طریق بر روی شکاف باند نوری و ضخامت لایه نازک. از روش ضخامت ناکارآمد مشتق برای تعیین فاصله باند نوری و انتقال شاخص بدون هیچ گونه فرض در مورد انتقال طبیعی استفاده شد. داده های عددی مفید برای توصیف توپوگرافی سطح استخراج شده از داده های میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی شده است. تأثیر غلظت یونها بر مورفولوژی سطح 3D لایه های نازک نانوساختار کبالت سلنید (CoSe) تهیه شده با روش رسوب حمام شیمیایی در نظر گرفته شده است.

Keywords [Persian]

  • فیلم های نانو ذره نیمه هادی
  • رسوب حمام شیمیایی
  • غلظت یونها
  • توپوگرافی سطح
[1] L.E. Brus, “Quantum crystallites and nonlinear optics.” Applied Physics A, 53 (1991) 465.
[2] C. Burda, X. Chen, R. Narayanan, M.A. El-Sayed, “Chemistry and Properties of Nanocrystals of Different Shapes.” Chemicals Reviews, 105 (2005) 1025.
[3] R.S. Mane, C.D. Lokhande, “Chemical deposition method for metal chalcogenide thin films.” Materials Chemistry and Physics, 65 (2000) 1.
[4] Ş. Ţălu, S. Stach, V. Sueiras, N. M. Ziebarth, “Fractal Analysis of AFM Images of the Surface of Bowman’s Membrane of the Human Cornea.” Annals of biomedical engineering, 43 (2015) 906.
[5] S. Kulesza, M. Bramowicz, “A comparative study of correlation methods for determination of fractal parameters in surface characterization.” Applied Surface Science, 293 (2014) 196.
[6] A. Arman, T. Ghodselahi, M. Molamohammadi et al., “Microstructure and optical properties of Cu@Ni nanoparticles embedded in a-C:H.” Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 51 (2015) 575.
[7] A. Arman, Ş. Ţălu , C. Luna et al., “Micromorphology characterization of copper thin films by AFM and fractal analysis.” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 26 (2015) 9630–9639.
[8] N. Ghobadi, “Derivation of ineffective thickness method for investigation of the exact behavior of the optical transitions in nanostructuredthin films.” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 27 (2015) 8951.
[9] N. Ghobadi, M. Ganji, C. Luna, A. Arman, A.A. pourian, “Effects of substrate temperature on the properties of sputtered TiN thin films.” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 27 (2016) 2800.
[10] N. Ghobadi, F. Dousi, “Shape, size and configuration tuning in ZnSe nanostructure thin films through deposition temperature, pH controlling and deposition time.” Journal of the Iranian Chemical Society, 12 (2015) 757.
[11] J. Tauc, A. Menth, “States in the gap.” Journal of Non-Crystalline Solids, 8-10 (1972) 569.
[12] D. Souri, M. Sarfehjou, A. R. Khezripour, “The effect of ambient temperature on the optical properties and crystalline quality of ZnSe and ZnSe:Cu NCs grown by rapid microwave irradiation.” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 29 (2018) 3411.
[13] D. Souri, Z. Emaeili Tahan, “A new method for the determination of optical band gap and the nature of optical transitions in semiconductors.” Applied Physics B, 119 (2015) 273.
[14] V. Dalouji, P. Ebrahimi, N. Tanhaee, N. Beryani Nezafat, L. Dejam, Sh. Solaymani, “The optical properties of Aluminum–Doped Zinc Oxide films (AZO): new methods for estimating gap states.” Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 32 (2019) 1319.
Journal of Interfaces, Thin Films, and Low dimensional systems
Volume 3, Issue 2
June 2020
Pages 305-310