Fabrication and Characterization of Iron Oxide Thin Films Prepared By the Thermal Oxidation of Iron. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF
Muhammad_Saleem_MS_Thesis_g200902830.pdf Download (2MB) | Preview |
Arabic Abstract
يناقش هذا البحث تحضير طبقات رقيقة من أكسيد الحديد بواسطة تبخير الحديد بأشعة الإلكترونات. و قد تم تحضير الطبقات بطريقتين: الأولى تمثلت في تبخير الحديد في وسط مشبع بالأكسجين على طبقات مسخنة و غير مسخنة ، و الثانية هي تبخير الحديد في و سط مفرغ من الهواء و من ثم أكسدته عن طريق تسخينه في الهواء في درجات حرارة من 200 إلى 500 درجة مئوية. الخصائص التركيبية للطبقات أوضحت أنها تتكون من أكسيد الحديد الثلاثي (-Fe2O3) و أنها ذات تركيب متعدد البلورة. و بالإضافة لذلك، فإن التحليل الكيميائي أكد درجة التفاعل الكبيرة للحديد مع الأكسجين. خصائص السطوح تمت دراستها بواسطة مجهر القوة الذرية ، حيث وجد أن درجة الخشونة و حجم البلورات يتناسبان طريا مع ارتفاع درجة الحرارة. من الناحية الضوئية تمت دراسة معامل الانكسار و معامل الامتصاص و طاقة الفجوة، حيث تبين أن هذه الطبقات تتميز بمعاملات انكسار كبيرة و أنها شفافة.
English Abstract
Iron oxide thin films were deposited by electron beam (e-beam) evaporation from pure iron. Two types of evaporation were done. Firstly, iron was deposited in vacuum, and secondly, the reactive evaporation of iron was carried out in an oxygen atmosphere. Films were post-annealed in air in the temperature range 200 oC to 500 oC. The structural properties were investigated by X-ray diffraction, revealed the growth of α-Fe2O3 (hematite). The films were polycrystalline with nanocrystallite size. The chemical properties of the films were determined from X-ray photoelectron spectroscopy, and highly reactive nature of iron oxide films was elucidated. The surface morphological properties of the films were determined using atomic force microscopy. The surface roughness and lateral mean grain size of the films were increased with annealing. The optical properties of the films, including the refractive index, extinction coefficient, absorption coefficient, and band gap were determined from spectrophotometric measurements. Films were highly transparent and exhibited high values of refractive indices. All the films had direct as well as indirect band gaps. The direct band gap values were 2.21 ± 0.03 eV and indirect band gap values were 1.98 ± 0.02 eV.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Physics |
| Department: | College of Engineering and Physics > Physics |
| Committee Advisor: | Al-Kuhaili, Mohammad Fayyad |
| Committee Co-Advisor: | -, Sardar Mohammad Ayub |
| Committee Members: | -, Khalil A. Ziq and -, Nouar Tabet and -, Akhtar A. Naqvi |
| Depositing User: | Muhammad Saleem (g200902830) |
| Date Deposited: | 03 Jul 2012 10:15 |
| Last Modified: | 01 Nov 2019 15:35 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138710 |