Determination of the Band Gap of Metal Oxide Thin Films through Electroreflectance. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF my_thesis__ADIL_g201206880.pdf Download (13MB) | Preview

Arabic Abstract

هذه الدراسة معنية بقياس فجوة الطاقة لأغشية رقيقة من أ كاسيد المعادن شبه الموصلة باستخدام طريقة الانعكاس الكهروضوئي. يوجد حاليا تباين كبير في قيم فجوة الطاقة لأكاسيد المعادن المقاسة باستخدام تقنيات غير مباشرة مثل تقنية التحليل الطيفي و مطيافية القطع الناقص (الإليبسومتري). تم اختيار أكاسيد المعادن في هذه الدراسة بناء على أهميتها في المجال التطبيقي مثل صناعة الإلكترونيات الضوئية، والالكترونيات الدقيقة، والفولتوضوئية. في هذا العمل البحثي تم دراسة أكاسيد المعادن التالية: ثنائي أكسيد السيريوم، أكسيد الحديد، أكسيد الجاليوم ، ثنائي أكسيد الهافنيوم، ثنائي أكسيد الموليبدنوم، ثنائي أكسيد القصدير، ثنائي أكسيد التيتانيوم، ثالث أكسيد التنغستن، أكسيد الزنك و ثنائي أكسيد الزركانيوم. هذه الأكاسيد المعدنية تم تحضيرها باستخدام التبخير الحراري، التبخير بواسطة الشعاع الالكتروني أو التبخير بواسطة الشعاع الايوني تحت تاثير جهد كهربائي متردد، وتم توصيفها باستخدام تقنيات مختلفة مثل حيود الأشعة السينية، مطيافية الأشعه السينيه الإلكتروضوئية، مجهر القوة الذرية، وتقنية التحليل الطيفي. علاوة على ذلك، تم تصميم نموذج يشبه المكثف الكهربائي من أكاسيد المعادن موضوع الدراسة بغرض توصيفها باستخدام طريقة الانعكاس الكهروضوئي. تم معالجة أطياف الانعكاس الكهروضوئي التي تم الحصول عليها باستخدام نموذج النقطة الحرجة لايجاد قيم فجوة الطاقة. هدف هذا العمل البحثي هو تصميم جهاز يعمل على مبدأ الانعكاس الكهروضوئي لقياس فجوة الطاقة للأكاسيد المذكورة أعلاه بطريقة مباشرة.

English Abstract

This work was concerned with the determination of the band gap of metal oxide thin films using the method of electroreflectance. Currently, there is a considerable variation in the values of the band gaps of metal oxides as determined by indirect techniques such as spectrophotometry and ellipsometry. The selection of the oxides in this study was based on their importance in applications such as optoelectronics, microelectronics, and photovoltaics. The following oxides were investigated in this work: CeO2, Fe2O3, Ga2O3, HfO2, MoO3, SnO2, TiO2, WO3, ZnO, and ZrO2. These metal oxides were synthesized using thermal evaporation, electron beam evaporation or radio frequency sputtering, and were characterized using different techniques such as X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, and spectrophotometry. Moreover, a capacitor-like geometry of metal- oxide- metal configuration was fabricated in order to characterize the oxides through electroreflectance. The obtained electroreflectance spectra were fitted using the critical point model to extract the band gap values. The originality of this work was to set up an electroreflectance system, and provide the band gaps of the above mentioned oxides using the direct electroreflectance technique.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Physics
Department:	College of Engineering and Physics > Physics
Committee Advisor:	Al-Kuhaili, Mohammad F.
Committee Co-Advisor:	Durrani, Sardar Mohammad Ayub
Committee Members:	Ziq, Khalil A. and Naqvi, Akhtar A. and Nasser​, Ibraheem M. A.
Depositing User:	HAFIZ QAYYUM (g201206880)
Date Deposited:	20 May 2018 10:30
Last Modified:	31 Dec 2020 06:29
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140659