نوع مقاله : پژوهشی
نویسنده
استادیار، گروه فیزیک، واحد رودهن،دانشگاه ازاد اسلامی، رودهن، ایران
چکیده
چکیده
در این پژوهش، خواص اپتیکی سیلیکون متخلخل با درصدهای مختلف تخلخل مورد بررسی قرار گرفته است. نمونهها با تخلخلهای متفاوت تهیه شده و رفتار اپتیکی آنها در بازه طولموج مرئی با تمرکز بر ضریب دیالکتریک مؤثر، ضریب شکست و گاف انرژی تحلیل شده است. بخش حقیقی و موهومی ضریب دیالکتریک مؤثر بهمنظور بررسی پاسخ قطبشی و تلفات اپتیکی ماده محاسبه گردید. نتایج نشان داد که با افزایش تخلخل، بخش حقیقی ضریب دیالکتریک کاهش مییابد که ناشی از افزایش سهم فاز هوا و کاهش چگالی مؤثر محیط است. همزمان، بخش موهومی ضریب دیالکتریک نیز کاهش قابلتوجهی از خود نشان میدهد که بیانگر کاهش جذب نوری و اتلاف انرژی در ساختارهای با تخلخل بالا است. تحلیل ضریب شکست نیز روند مشابهی را آشکار ساخت؛ بهطوریکه با افزایش تخلخل، مقدار ضریب شکست حقیقی کاهش یافته است و ضریب شکست موهومی در ناحیه مرئی به مقادیر بسیار کوچک نزدیک میشود. این رفتار نشاندهنده قابلیت مهندسی خواص اپتیکی سیلیکون متخلخل از طریق کنترل تخلخل است. علاوه بر این، باند گپ اپتیکی نمونهها با افزایش تخلخل از حدود 8/1 به 3/2 الکترونولت افزایش یافت که میتوان آن را به اثر محبوسسازی کوانتومی، کاهش اندازه مؤثر نواحی سیلیکونی و تغییر در ساختار الکترونی نسبت داد. در مجموع، نتایج این مطالعه نشان میدهد که افزایش تخلخل منجر به کاهش همزمان پاسخ دیالکتریک و جذب نوری و در عین حال افزایش باند گپ اپتیکی میشود. این ویژگیها سیلیکون متخلخل را به مادهای مناسب برای کاربردهای اپتوالکترونیکی، پوششهای ضدبازتاب و سامانههای فتوکاتالیستی با بازده نوری بالا تبدیل میکند.
کلیدواژهها
)