Effect of metals doping on tin oxide thin film properties prepared by spray pyrolysis technique

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของชนิดและความเข้มข้นสารเจือต่อสมบัติทางโครงสร้างและสมบัติเชิงแสงของฟิล์มบางดีบุกออกไซด์เตรียมโดยเทคนิคสเปรย์ไพโรไลซีสบนฐานรองกระจกสไลด์ โดยใช้ 25 มิลลิโบล ทิน (IV) คลอไรด์เพนตะไฮเดรตเป็นสารตั้งต้นในตัวทำละลายผสมของเอธานอล น้ำ และกรดไฮโดรคลอริค อัตาราส่วน 90:10:4 โดยปริมาตรในงานนี้ปรับเปลี่ยนความเข้มข้นสารเจือไอร์ออน (III) คลอไรด์ และ แอนติโมนี (III) คลอไรด์จากร้อยละ 0 ถึง 18 โดยโมล ระหว่างสเปรน์ไพโรไลซิสใช้อุณหภูมิฐานรองกระจกคงที่ที่ 400 องศาเซลเซียส ตรวจสอบสมบัติทางโครงสร้างและสมบัติเชิงแสงของฟิล์มบางที่เตรียมได้จากผลการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์บ่งชี้ว่าฟิล์มบางดีบุกออกไซด์ทุกความเข้มข้นของสารเจือมีโครงสร้างผลึกแบบรูไทล์เตตระโกนอล ยกเว้นที่ความเข้มข้นของสารเจือเหล็กร้อยละ 18 โดยโมล การเพิ่มระดับสารเจือส่งผลให้ทั้งขนาดผลึกและความเป็นผลึกของฟิล์มบางลดลงที่ระดับความเข้มข้นของสารเจือเท่ากันขนาดผลึกของฟิล์มบางดีบุกออกไซด์เจือด้วยสารเจือเหล็กมีขนาดต่ำกว่าฟิล์มบางที่เจือด้วยสารเจือพลสง จากผลการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม พบว่า ขนาดของเกรนและความขรุขระของพื้นผิวฟิล์มเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มระดับความเข้มข้นของสารเจอเหล็กและมีค่าลดลงเมื่อเพิ่มระดับความเข้มข้นของสารเจือพลวง จากผลการวิเคราะห์ด้วยฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีบ่งชี้ว่าไอออนเหล็กหรือพลวงในโครงสร้างแลตทิซดีบุกออกไซด์ โดยพบการเลื่อนของพีคการสั่นของดีบุกออกไซด์ฟิล์มไปยังเลขคลื่นที่เพิ่มขึ้น ผลการวิเคราะห์การเรืองแสงบ่งชี้ความเข้มการเรืองแสงของฟิล์มบางดีบุกออกไซด์เจือด้วยสารเจือพลวงมีค่าลดลงมากกว่าผลของการเจือสารเจือเหล็ก นอกจากนี้แถบช่องว่างพลังงานเชิงแสงแบบตรงของฟิล์มบางดีบุกออกไซด์มีค่าลดลงเมื่อเจือด้วยสารเจือทั้งสองชนิด ซึ่งการเจือเหล็กส่งผลให้ค่าดังกล่าวลดลงมากกว่าการเจือด้วยสารเจือพลวง ค่าการส่งผ่านแสงของฟิล์มบางดีบุกออกไซด์ลดลงเมื่อเจอด้วยสารเจือเหล็ก ในขณะที่ค่าดังกล่าวลดลงสำหรับการเจือด้วยสารเจือพลวงร้อยละ 6 โดยโมลและมีค่าเพิ่มขึ้นที่ความเข้มข้นการเจือสารเจือพลวงสูง