مناقشة أطروحة طالب الدكتوراه عدنان محمود صالح من قسم علوم الفيزياء

ناقش قسم علوم الفيزياء في كلية العلوم بجامعة ديالى اطروحة طالب الدكتوراه عدنان محمود صالح والموسومة تحضير وتوصيف بعض الأكاسيد المعدنية للأغشية الرقيقة وتطبيقاتها الوظيفية وذلك في يوم الخميس الموافق 2019/6/27 وعلى قاعة المناقشات في عمادة الكلية.

تضمنت الاطروحة تحضير الاغشية رقيقة للأكاسيد المعدنية على قواعد زجاجية (SnO₂ و ZnO) باستخدام تقنية الترسيب البخاري الكيميائي عند الضغط الجوي الاعتيادي (APCVD) وتقنية الهيدروحرارية المائي Hydrothermal .

أوضح الطالب ان المواد الرئيسية التي استخدمت في هذه الطريقة هي كلوريد القصدير ، خلات الزنك ، نترات الزنك و hexamethylenetetramine (HMTA). حيث اشتملت الدراسة على استخدام نظام APCVD للحصول على افضل الأغشية من خلال اخذ الشروط  المناسبة للترسيب والمتمثلة بمعدل تدفق الغاز داخل النظام ودرجة حرارة القواعد وموقع الترسيب داخل المنظومة.

وقد تم دراسة  الخواص التركيبة وتضاريس السطح والخواص البصرية والكهربائية والتحسسية لاغشية ثنائى اوكسيد القصدير لغاز الايثانول.

وبينت نتائج تحليل حيود الأشعة السينية (XRD) ان لجميع العينات المحضرة بمعدلات مختلفة لتدفق غاز الأكسجين الى داخل المنظومة (4, 5, 6 و8NL/h) ، وعند درجات الحرارة المختلفة للقواعد الزجاجية  (300 ، 400 ، 450 ، 500 ، 550 و 600ºC)، ان النتائج تبين بزيادة كمية تدفق الأكسجين ودرجات حرارة القواعد يزداد حجم البلورات لـ(SnO₂ و ZnO) للأغشية الرقيقة ذات البنية النانوية ، ووجد أن أصغر حجم بلوري للعينات المحضرة عندة معدل تدفق غاز الأكسجين (4NL/h) مع درجة حرارة القاعدة (400ºC). أظهرت ايضاً أن الأغشية الرقيقة (SnO₂) هي متعددة البلورات في الطبيعة وذات بنية رباعيات ، وان الاغشية الرقيقة ذات البنية النانوية (ZnO) هي متعددة البلورات في الطبيعة وذات بنية سداسية ، وتم حساب الحجم البلوري بواسطة معادلة شيرير وتحليل وليام سنهول ((W-H.

كما أظهرت ان الاتجاه السطحي للعينات المحضرة بطريقة الهيدروحرارية المائية عند درجات حرارة التلدين (ºC150 , 200 , 250 , 300)  مهيمنة بأتجاه (100 ).

وتظهر صورة المجهر الالكتروني الماسح ذي الانبعاث المجالي (FE-SEM) التشكل السطحي لـ(SnO₂ و ZnO) المترسبة على القواعد زجاجية بوضوح أن الأغشية الرقيقة ذات البنية النانوية المترسبة عند معدل تدفق غاز  4NL/h)) وعند درجة حرارة القاعدة ºC) 400) لديها أصغر حجم حبيبي.  ومع ذلك ، أظهرت النتائج أنه من خلال زيادة معدل تدفق الغاز ودرجة الحرارة للقواعد يزاد الحجم الحبيبي للعينات. تشير صور (FE-SEM) للأغشية الرقيقة لـ(SnO₂) بوضوح إلى أن أشكال الكرات أو المكعبات تظهر في بنيتها، في حين أن الأغشية الرقيقة من نوع (ZnO) لها أشكال تشبه كرات نانوية, القرنبيط , الإسفنج  أو زهور نانوية.

وتظهر تحليل مطياف المشتت للطاقة (EDS) نمو الدقيق لـ(SnO₂ و ZnO) على القواعد الزجاجية وتبين نقاوة هذه الأغشية الرقيقة مع نسبة انحراف المادة على سطح القاعدة. وأظهرت صور المجهر القوة الذرية (AFM) ، ان حجم الحبيبات تكبر وتتم تحسين البلورات مع زيادة في درجة حرارة القواعد وتوزع الحبيبات نانوية بشكل منتظم على سطح القاعدة. وتوضح الخواص البصرية أن فجوة الطاقة التي تسمح بالانتقال الإلكتروني المباشر والذي تم حسابه باستخدام معادلة (Tauc’s) ، ومن الملاحظ أنه بالنسبة للاغشية الرقيقة ل (SnO₂) كان في نطاق (3.72 – 4.9 الكترون فولت) ، والاغشية الرقيقة (ZnO) في نطاق (3.18 –3.48 الكترون فولت) وتعتمد على معدل تدفق غاز الأكسجين ، وقت الترسب ودرجة الحرارة. الخصائص الكهربائية  التي تتضمن خواص المقاومة مع الحرارة وتوصيلية التيار المباشر D.C. وتأثير هول ، ووجد ان جميع الاغشية المحضرة تسلك سلوك شبه الموصل, وتم حساب طاقة التنشيط والتوصيلية الكهربائية عند درجة حراره الغرفة وقد أظهرت نتائج تأثير هول ان اغشية ثنائي اوكسيد القصدير التي  تكون من النوع السالب.

تم أجراء اختبار تحسس الغاز عند درجة حرارة الغرفة (100 ppm) وتعرض غاز الإيثانول للأغشية الرقيقة ((SnO₂ عند درجات حرارة القاعدة (400, 450 and 500ºC ) ، مشيرا إلى أن حساسية العينات تقل مع زيادة درجة حرارة القاعد بسبب المورفولوجية للأسطح وحجم الحبيبات التي تشكلت على سطح الاغشية.

بمعنى آخر ، تزداد حساسية المستشعر مع تقليل حجم الحبيبات. حيث  يزداد زمن الاستجابة والاسترجاع للمتحسس مع زيادة تركيز غاز الإيثانول من (100- ppm 1000), سرعة الاستجابة كانت سريعة (7 ثانية) مع زمن الاسترداد (14 ثانية) عند (100 ppm) للعينة المحضرة عندة (400ºC) درجة حرارة القاعدة، بينما لوحظت سرعة الاستجابة للمتحسس عندة (1000 ppm) ، (8.7 ثانية) مع زمن الاسترجاع (16 ثانية).

وتألفت لجنة المناقشة من السادة المدرجة أسماؤهم أدناه:

أ. د. تحسين حسين مبارك / جامعة ديالى / كلية العلوم … رئيساً

أ. د. صباح أنور سلمان / جامعة ديالى / كلية العلوم … عضواً

أ. م. د. خليل ابراهيم حسون / الجامعة التكنولوجية / قسم العلوم التطبيقية … عضواً

أ. م. د. ماجد حميد حسوني / الجامعة المستنصرية / كلية التربية … عضواً

أ. م. د. عبد الله محمود علي / جامعة تكريت / كلية التربية للعلوم الصرفة … عضواً

أ. د. نبيل علي بكر / جامعة ديالى / كلية العلوم … عضواً ومشرفاً

أ. م. د. زياد طارق خضير / جامعة ديالى / كلية العلوم … عضواً ومشرفاً

وقد تم قبول الرسالة ومنح الطالب درجة الدكتوراه في تخصص علوم الفيزياء … ألف مبارك.

<<  الموضوع التالي  |  الموضوع السابق  >>