Menu

تم مناقشة رسالة طالبة الماجستير (نسرين سالم محمد) اختصاص علوم الفيزياء / فيزياء مواد يوم الاثنين الموافق 6/ 9/ 2021 وفي تمام الساعة التاسعة صباحاً وعلى قاعة المرحوم الدكتور جابر حميد عليوي - كلية العلوم - جامعة تكريت، عن رسالتها الموسومة (تصنيع تركيب CuO النانوي المشوب بالمعدن باستخدام الطريقة الهجينة لتطبيقات استشعار الغاز)، وحضر المناقشة السيد عميد كلية العلوم الاستاذ الدكتور محمد راشد عبود والسيد رئيس قسم علوم الفيزياء الاستاذ المساعد الدكتور شريف فائق سلطان، وتألفت لجنة المناقشة من:

أ. د. فارس صالح عطا الله                                                                 (رئيساً)

أ. د. عصمت رمزي عبد الغفور                                                          (عضواً)

أ. د. عبد السميع فوزي عبد العزيز                                                       (عضواً)

أ. د. نجاة احمد دحام                                                                        (عضواً ومشرفاً)

أ. م. د. أحمد سلمان عبيد                                                                   (عضواً ومشرفاً)

تم في هذا الدراسة تصنيع متحسس لغازي NH3و NO 2 للحصول على أفضل خصائص متحسس .إذ تم تحضير جسيمات النحاس النانوية CuNPS باستخدام جهاز البلازما الباردة في درجة حرارة الغرفة بتراكيز مختلفةM0.3,0.2,0.1)m ) إذ استخدمت في تحضير الأغشية الرقيقة النانوية أوكسيد النحاس CuO بثلاثة  تراكيز مختلفة بطريقة الطلاء الدوراني إذ تم فحص الاغشية بالفحوصات البصرية والتركيبة وبعد ذلك أخذنا أفضل عينة حصلنا عليها من قياسات XRD و FE-SEM وvisible - UV وتم التشويب بالفضة بنسب مختلفة 3,2,1)%( للحصول على أغشية أوكسيد النحاس النانوية المشوبة  CuO: Ag  بطريقة الطلاء الدوراني والمرسبة على قواعد من السيليكون والسيليكون المسامي والكوارتز. إذ تم فحص الأغشية المحضرة باستخدام AFM, FE-SEM، XRD (UV-visible Spectrometer) أذ اظهرت القياسات البصرية انًّ الامتصاصية تزداد بزيادة التركيز المولاري وهذا يعد أمر طبيعياً بسبب زيادة عدد الذرات التي تتعرض للفوتوناتً، وانّ فجوة الطاقة تزداد ايضاً بزيادة التركيز ويعود سبب ذلك انَّ معدل الحجم الحبيبي الذي يقل نتيجة زيادة التركيز وزيادة التبلور في حالة الأغشية CuO النقية وكانت تتراوح قيمتها eV(3.45-3.14). اماّ في حالة تحضير الأغشية CuO: Ag المشوبة فإنّ الامتصاصية وفجوة الطاقة تزداد بزيادة التشويب ويمكن تفسير ذلك على انّ التشويب أدى إلى خلق مستويات مانحة داخل فجوة الطاقة بالقرب من حزمة التوصيل ما سبب زيادة في احتمالية امتصاص الفوتونات ذات الطاقة الواطئة وأصبحت تتراوح قيمتها (3.72-3.55) eV وهي أعلى من قيمه فجوة الطاقة في الحالة النقية. كما أظهرت نتائج الحيود الأشعة السينية (XRD)لأغشية المحضرة بانّها متعددة التبلور بالاتجاه السائد(111) إذ تم حساب معدل الحجم البلوري حيث وجد انّ قيمة الأغشية المرسبة على السيليكون نوع n-type تبلغ   (44-36) nm تزداد بزيادة التركيز المولاري  في حالة الاغشية CuO النقية وهذا ناتج عن تبلور العينة  بشكلٍ تام  وتقارب بين جزيئات المادة .أمّا في حالة الأغشية CuO:Ag المشوبة  تبلغ قيمة الحجم البلوري nm (38-18) حيث يقل  بزيادة التشويب وبالتالي زيادة عرض منتصف القمة )(FWHMاذا تتناسب تناسب عكسيا مع الحجم البلوري . أمّا في حالة الترسيب على قواعد من السيليكون المسامي كانت قيمته الحجم البلوري nm (18-35) قبل تشويب وقيمته بعد التشويب nm (39-16) إذ نلاحظ هناك تحسن كبير في الاغشية المرسبة على السيليكون المسامي إذ أدى إلى زيادة التبلور الأغشية فضلا عن  الى تحسن الخواص النانوية للغشاء .كما أظهرت فحوصات المجهر الكتروني الماسح FE-SEM انّ حجم الجسيمات  يقع ضمن المقياس النانوي إذ كانت الأغشية  المرسبة على السليكون لأغشية CuO النقية تتراوح بين nm (24-17)إذ ظهر التوزيع الكثيف العشوائي المتراص للحبيات النانوية كروية الشكل بأحجام مختلفة موزعة بأشكالٍ كامل على القاعدة من دون وجود اي عيوب او تشققات امّا في حالة الغشاء CuO: Ag المشوب بنسبة 3%  كان الحجم الجسيمات  يتراوح بين nm (39-25)حيث ظهرت حبيبات بيضوية  الشكل مضيئة مع تجمع بعض الكرات متشكلة تكتلات بشكال مختلفة. اما في حالة الترسيب على السيلكون المسامي كان الحجم الجسيمات  يتراوح بين nm(31-31) إذ يظهر توزيعأً منتظماً ومتجانساً لحبيات النانو كروية الشكل بأحجام مختلفة خالية من العيوب .كما أظهرت فحوصات مجهر القوة الذرية  AFM لأغشية CuO النقية  المرسبة على السيلكون ، انّ الحجم الحبيبي ومعدل الخشونة ومربع الجذر التربيعي يقل مع زيادة التركيز وكانت قيمته nm(43.2) أمّا في حالة الأغشية CuO: Ag المشوبة المرسبة على السيلكون فكأنت  قيمة الحجم الحبيبي (38.9)nmعند نسبة تشويب 3% حيث كل ماقل الحجم الحبيبي ومعدل الخشونة  ومربع الجذر التربيعي وهذأ يؤدي إلى نعومة السطح وانتظام الذرات وتوزيعها بشكل منتظم على سطح الغشاء .إمّا في حالة الاغشية المرسبة على السيليكون المسامي أدى إلى زيادة خشونة السطح وزيادة معدل الجذر التربيعي حيث أصبح الحجم الحبيبي (61)nm وهذا يؤدي بدوره إلى زيادة حساسية المتحسس الغازي إذ السطح الاكثر خشونة يستخدم كأفضل متحسس .إذ إنّ نتيجة AFM كانت مطابقة بشكل كبير لمعدل الحجم الحبيبي FE-SEM مطابقة لفحوصات الأشعة السينية XRD .كما تم دراسة الخصائص التحسسية لا فضل تركيز وهو تركيز 0.3Mm بصورته النقية CuO ثم قمنا بتشويب العينة بنسب مختلفة 1%2%3% المرسبة على السيليكون المسامي الأغشية المحضرة اتجاه غاز NH3  وغاز NO2 من خلال تغير مقاومة الكهربائية للغشاء عند التعرض للغاز وبدرجات حرارة تشغيل  مختلفة إذ أعطت الأغشية المحضرة تحسسية جيدة إتجاه الغازين, إذ وصلت التحسسية اتجاه غاز NH3 إلى (187%) عند درجة حرارة تشغيل (50℃)حيث وجد إنّ التحسسية إتجاه هذا الغاز تقل بزيادة درجات الحرارة وذلك لان التفاعل لم يعد يحتاج الى طاقة تنشيط كونه اصبح امتزازا فيزيائياً إذ إنّ التحسسية  تزداد بزيادة التشويب  وهذا ناتج عن تحسن خصائص الغشاء .اما التحسسية اتجاه غاز NO2 فقد وصلت قيمتها الى (195%)عند درجات الحرارة تشغيل (200℃) وزادت  التحسسية بزيادة درجات الحرارة وهذا يدل على ان لدرجة الحراة تأثير على نوع التفاعل الذي يحصل بين غاز NO2 والغشاء وكذلك اعطاء الغاز طاقة تنشيط كبيرة للدخول الى المسامات التي خلقها السيليكون المسامي إذ حصل اتصال مغاير بين السيليكون المسامي نوع n والغشاء الذي يكون من نوع p الذي يكون وصلة متغايراًمن p-n مما يزيد من عملية التحسس وتقليل زمن الاستجابة وزمن الاسترجاع .ونستنتج إذ إنّ التحسسية إتجاه غاز NO2 أفضل من غاز NH3 ويعزي ذلك إلى نوع التفاعل بين الأغشية والغاز, حيث اثبتت الدراسة إنّ الأغشية النانوية النقية CuO والمشوبة CuO: Ag المحضرة بطريقة الطلاء الدوراني تعطي نتائج تحسسية جيدة إتجاه الغازين عند درجات الحرارة المختلفة بما في ذلك درجات الحرارة القليلة.

nes1100692021 1

nes1100692021_2

nes1100692021_3

nes1100692021_4

Go to top