تصنيع ودراسة خصائص السليكون المسامي ذو الوجهين لاستشعار الغاز

الباحث

دعاء حسن علوان

المشرف

علوان محمد علوان - مهدي قاسم زاير

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم العلوم التطبيقية / تطبيقات وتكنولوجيا الليزر

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Porous Silicon ; Gas Sensing ; Vacuum Sensor ; Fabrication

في هذا العمل, تم تصنيع مستشعر فراغ فعال بإستخدام طبقات سليكون مسامية على الوجهين (51م-125). تم أستخدام عينات من مادة السيليكون نوع 1 لتحضير متحسسات السليكون المسامي ثنائية الوجهين بإستخدام تقنية الحفر بمساعدة الليزر (LAE) تم أجراء عملية الحفرعند ازمان حفر مختلفة )20 ,40 ,60 ,80) دقيقة, كثافة تيارملي امبير/سم” , كثافة طاقة ليزر100 ملي واط/سم2 لليزر دايود بطول موجي60 نانومتر . تمت دراسة الخصائص التركيبية والهيكلية والبصرية لطبقات Dg-Psi بإستخدام صور المجهر الألكتروني الماسح للأنبعاثات الميدانية (FE-SEM) وأنماط حيود الاشعة السينية (XRD) وأطياف التلألو الضوئي (PL) تشير النتائج التي تم الحصول عليها الى أن التركيب السطحي للطبقة يتكون من بنية تشبه الطين مع هياكل فائقة المسام, أوضح حيود الأشعة السينية أن السيليكون المسامي لديه نمط حيود أوسع مقارنة بالسليكون الكتلي هذا بسبب وجود البلورات النانوية السليكونية بنظام النانو, ويظهر أنبعاث PL اعلى ded محددة بين القيم 520-500 نانو she مع حدوث ازاحة نحو أنخفاض اللون الأزرق وذلك بزيادة زمن الحفر. تمت دراسة الخواص الكهربائية لأجهزة الأستشعار المصنعة من جانب واحد والتكوين المتوازي والمتسلسل لأجهزة أستشعار 105-281 من خلال تحليل المقاومة الكهربائية للطبقة المسامية عند ضغوط فراغ مختلفة. تم أستشعار قيمة الفراغ من خلال تغييرقيمة المقاومة الكهربائية ل Ds- Psi بعد أزالة جزيئات الغاز من الهياكل المسامية , وبالتالي أنخفضت المقاومة تدريجيا بعد أن تجاوزت قيمة الفراغ 1075 ملي بار. أظهر مستشعر IS Ds-Psi التكوين المتسلسل حساسية أعلى من المستشعرات الاخرى.

In this work, an efficient vacuum sensor was fabricated using a double-sided porous silicon layers (Ds-Psi). An n-type Si wafer was used to create the Ds-Psi samples using laser-assisted etching (LAE) technique. The etching process was carried out under different etching times (20, 40, 60, 80) min by 630 nm wavelength diode laser with 20 mA/cm2 current density and 100 mW/cm2 laser power density. The morphological, structural and optical characteristics of Ds-Psi layers were studied using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) images, X- ray diffraction patterns (XRD), and the photoluminescence (PL) spectra. The obtained results, present that the surface morphology of the layer consists of mud-like structure with ultra-pores structures, The X-ray Diffraction illustrated that the Psi has a wider diffraction pattern compared with the bulk silicon and this due to the existence of silicon nano crystallites with nano regime, and the PL emission showed a specific peak centered at about (500-520) nm with decrease in the peak toward a blue shift with increasing etching time. The electrical properties of the fabricated sensors, of one side, parallel connections of Ds-Psi, and series connections of Ds-Psi sensors were investigated by analyzing the electrical resistance of porous layer at different vacuum pressures. The value of vacuum was sensed by changing the electrical resistance value of Ds- Psi after removing gas particles from the porous structures, thus the resistance gradually decreased after the vacuum value exceeded 10-5 mbar. The Ds-Psi sensor with series connections showed higher sensitivity than the other sensors.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب