Search In this Thesis
   Search In this Thesis  
العنوان
دراسة بعض الخصائص الانتقالية لنظم الزجاج الشالكوجينيد جرمانيوم–-سيلينيوم-ثاليوم /
الناشر
عصام جمال المتولي إبراهيم،
المؤلف
إبراهيم، عصام جمال المتولي
الموضوع
خواص المواد
تاريخ النشر
2001 .
عدد الصفحات
140 ص.
الفهرس
يوجد فقط 14 صفحة متاحة للعرض العام

from 198

from 198

المستخلص

لقد تم دراسة الخواص التركيبة و الضوئية و الكهربية المستمرة والفتح الفجائي والتوصيل الكهربي للتيار المتردد و العزل الكهربي للنظام جرمانيوم – سيلينيوم – ثاليوم في صورة الأغشية الرقيقة.
و لهذا الغرض تم تحضير المركبات الأمورفيه جرمانيوم سيلينيوم7 ثاليوم2 وجرمانيوم سيلينيوم6 ثاليوم3 وجرمانيوم سيلينيوم5 ثاليوم4 في الصورة كبيرة الحجم بالتبريد الفجائي لهذه المركبات في الحالة السائلة في الماء المثلج بعد تخليقها طبقا لنظام خاص في أنبوبة سيليكا مفرغة ثم بعد ذلك حضر منها أغشيه رقيقة بالتبخير الحراري في الفراغ.
وقد بينت القياسات أن قيم الكثافة للمركبات جرمانيوم سيلينيوم7 ثاليوم2 وجرمانيوم سيلينيوم6 ثاليوم3 وجرمانيوم سيلينيوم5 ثاليوم4 هي 5.12 310 و 5.68310 و6.06 310 كجم / م3 على التوالي والتي تزداد بزيادة محتوي الثاليوم في المركب.
ولقد بين تحليل الأشعة السينية XRD للمركبات المدروسة في صورة الأغشية الرقيقة أن تركيبها أمورفي . وبين التحليل الحراري التفاضلي أن درجة حرارة التحول الزجاجي Tg للمركبات جرمانيوم سيلينيوم7 ثاليوم2 وجرمانيوم سيلينيوم6 ثاليوم3 وجرمانيوم سيلينيوم5 ثاليوم4 هي 412 و 400 و 373 كلفن على التوالي وهى تقل بزيادة نسبة الثاليوم .
و قد أوضح تحليل العينات بواسطة التشتت الطاقى للأشعة السينية EDX أن النسب الحقيقية للمواد في المركبات المدروسة هي جرمانيوم سيلينيوم7 ثاليوم2 وجرمانيوم سيلينيوم6 ثاليوم3 وجرمانيوم سيلينيوم5 ثاليوم4 .
ولقد تمت دراسة الخواص الضوئية للنظام جرمانيوم سيلينيوم( 9- س) ثاليومس حيث (س = 2 و 3و 4) في صورة الأغشية الرقيقة بسماك مختلفة وذلك كدالة في محتوى الثاليوم. ولقد تم قياس النفاذية والانعكاسية لعينات من المركبات المدروسة عند درجة حرارة الغرفة ذات سماك في المدى (114 – 618.3 نانومتر) باستخدام أطوال موحية فى المدى (400 – 2600 نانومتر) وذلك لحساب الثوابت الضوئية (معامل الانكسار n ومعامل الانعكاس k) باستخدام معادلات مورمان Murmann مع برنامج كمبيوتر خاص. وقد وجد أن الانتقالات الضوئية المسموح بها هي الانتقالات غير المباشرة وأن الفراغ الطاقى Egopt هو 1.62 و 1.4 و 1.22 إلكترون فولت وأن عرض ذيل المستويات المقيدة Ee هي 0.105 و 0.181 و 0.291 إلكترون فولت وذلك للمركبات جرمانيوم سيلينيوم7 ثاليوم2 وجرمانيوم سيلينيوم6 ثاليوم3 وجرمانيوم سيلينيوم5 ثاليوم4 على التوالي. ومن هذا يتضح أن الفراغ الطاقى Egopt يقل وأن عرض ذيل المستويات المقيدة Ee يزيد بزيادة محتوى الثاليوم. ولقد تم شرح زيادة معامل الانكسار بزيادة محتوى الثاليوم على أساس زيادة كثافة التكافؤ لحاملات التيار. ومن تحليل قيم معامل الانكسار تم حساب ثابت العزل الضوئي والذي يزداد بزيادة محتوى الثاليوم.
ولقد تم دراسة التوصيل الكهربي المستمر وظاهرة الفتح الفجائي كدالة في السُمك في المدى (104.4 – 618.3 نانومتر) وأيضا كدالة في درجة الحرارة في المدى (303 – 403 كلفن) أقل من درجة حرارة التحول الزجاجي وذلك لأغشية رقيقة لنظام الزجاج الشالكوجينيد جرمانيوم سيلينيوم( 9- س) ثاليومس.
ولقد أوضحت نتائج دراسة التوصيل الكهربي المستمر أن لكل مركب طاقة تنشيط واحدة في مدى درجات الحرارة المدروس والذي لا يعتمد على سُمك العينات في المركبات المدروسة. ولقد حصلنا لطاقة التنشيط على القيم 0.82 و 0.69 و 0.59 إلكترون فولت للمركبات جرمانيوم سيلينيوم7 ثاليوم2 وجرمانيوم سيلينيوم6 ثاليوم3 وجرمانيوم سيلينيوم5 ثاليوم4 على التوالي في المدى المدروس وفى مدى درجات الحرارة المدروس.
ولقد تبين أن التوصيل الكهربي المستمر المقاس عند درجة الحرارة يزداد وطاقة التنشيط تقل بزيادة محتوى الثاليوم في المركبات المدروسة ولقد تم ربط الاعتماد التركيبي لطاقة التنشيط مع الزيادة في كثافة الروابط الضعيفة وكثافة الروابط االأيونية في تركيب المركبات المدروسة وذلك بزيادة محتوى الثاليوم.
دراسة ظاهرة الفتح الفجائي للمركبات المدروسة أوضحت أن منحنيات (التيار – الجهد) المميزة الديناميكية والأستاتيكية لعينا ت الأغشية الرقيقة هي مطابقة لمنحنيات المفتاح مع الذاكرة Memory Switch .
كذلك وجد أن متوسط قيمة جهد الفتح المبدئي يزيد زيادة خطية مع زيادة سمك الشريحة فى المدى المدروس وفى مدى السمك المدروس عند درجة حرارة الغرفة بينما تقل قيمته بدالة أسية مع زيادة درجة الحرارة فى المدى (303 – 403 كلفن) ,لقد تم إرجاع الانتقال السريع بين حالة المقاومة الكبيرة والتوصيل الكهربي الكبير إلى النموذج الكهروحرارى على أساس تسخين قناة التيار طبقا لقانون جول.
لقد تم دراسة التوصيلية الكهربية للتيار المتردد وثابت العزل والفقد فى العازل للأغشية الرقيقة من الزجاجيات الشالكوجينيد جرمانيوم سيلينيوم( 9- س) ثاليومس وذلك كدالة فى درجة الحرارة فى المدى (303- 403 كلفن) والتردد فى المدى (100 هيرتز – 100 كيلوهيرتز) وفى مدى السُمك (104.4 – 618.3 نانومتر).
وقد بينت النتائج العملية أن التوصيل الكهربي بالتيار المتردد يعتمد على كل من درجة الحرارة والتردد وسمك العينات وكذلك محتوى الثاليوم. وقد وجد أن التوصيل الكهربى بالتيار المتردد يطيع العلاقة ( ) حيث هو أس التردد والذي
يقل خطيا بزيادة درجة الحرارة طبقا لنموذج القفز المتلازم لحاجز الجهد. وهو يقل أيضا بزيادة محتوى الثاليوم. وهذا يرجع إلى تأثير الثاليوم في الخاصية الأيونية للروابط في الشبكة الأمورفية.
وقد فسرت النتائج التي تم الحصول عليها في ضؤ نظرية ايليوت Elliott والتي تفترض وجود حاجز القفز المتلازم بين مراكز العيوب التركيبية. ولقد وجد أن النتائج المحسوبة من نموذج القفز المتلازم لحاجز الجهد متفقة نوعيا مع النتائج التجريبية التى حصلنا عليها للمركبات المدروسة.
ولقد وجد أن كلا من ثابت العزل الكهربي والفقد في العازل يزداد مع درجة الحرارة ويقل مع التردد في كل من مدى درجات الحرارة والتردد المعنيين.
كما وجد أن أقصى ارتفاع لحاجز الجهد المحسوب طبقا لمعادلة جانتينى Guintinni ( ) هي 0.192 و 0.167 و 0.138 إلكترون فولت للمركبات جرمانيوم سيلينيوم7 ثاليوم2 وجرمانيوم سيلينيوم6 ثاليوم3 وجرمانيوم سيلينيوم5 ثاليوم4 على التوالي وهى متفقة جيدا مع نموذج القفز المتلازم لحاجز الجهد المقترح بواسطة ايليوت Elliott في حالة الزجاج الشالكوجينيد.