دراسة الخصائص البصرية والمورفولوجية للأغشية أكسيد الكادميوم الرقيقة المحضرة باستخدام تقنية الطلاء الدوراني

القسم: Research Article
إصدار
مجلد 35 عدد 2 (2026): Volume 35, Issue 2
الصفحات
100-114

الكلمات المفتاحية:

: spin coating, cadmium oxide, thin films, optical properties, Scanning Electron Microscope

الملخص

              هدفت الدراسة هي تحضير أغشية CdO رقيقة بسمك 232باستخدام طريقة الطلاء الدوارني. والتي تضمنت ترسيب أسيتات الكادميوم في 2-ميثوكسي إيثانول على ركائز زجاجية، تم تحضير هذه الطبقة الرقيقة بسرعة دوران بلغت rpm 3500 لمدة 30 ثانية، ثم تم تجفيفها عند درجة حرارة 250 °C لمدة 10 دقائق، وأخيراً تمت معالجتها حرارياً عند350 °C لمدة ساعة واحدة. تمت دراسة الخصائص البصرية لطبقات CdO الرقيقة المحضرة باستخدام التحليل الطيفي فوق البنفسجي والمرئي (UV-Visible Spectroscopy) في نطاق الطول الموجي 190-1100 nm. أشارت النتائج إلى أن الامتصاصية كانت دالة للطول الموجي وسجلت ذروة امتصاصية في نطاق 375-450 nm (منطقة الطول الموجي القصير)، ثم انخفضت تدريجياً مع زيادة الطول الموجي وبدأت في الاستقرار في نطاق 850-950 nm. تم حساب الثوابت البصرية (معامل الامتصاص، معامل الانكسار، معامل الخمود، التوصيلية، الأجزاء الحقيقية والتخيلية من ثابت العزل الكهربائي)، وأكدت النتائج أن سلوك الثوابت البصرية يتبع نمطًا مشابهاً لسلوك الامتصاص. تم حساب فجوة الطاقة للفيلم الرقيق باستخدام معادلة Tauc بلغت 2.30 eV، ولوحظت انتقالات إلكترونية من النوع المباشر. وتم استخدام مجهر إلكتروني ماسح (SEM) لدراسة شكل سطح الأغشية الرقيقة. أظهرت الصور الميكروسكوبية أن الجسيمات النانوية شكلت خلال عملية التحضير بنية عنقودية شبه كروية (مشابهة للقرنبيط) ذات سطح مسامي. التي كان متوسط حجمها 38.43 nm ومتوسط حجم البلورة قدرهnm 12.9. الخاصية الشفافية في منطقة الاشعة تحت الحمراء مما يمكنها ان تكون مناسبة لتطبيقات متعددة في علم المواد والاجهزة الالكترونية الضوئية مثل اجهزة الاستشعار.

المراجع

  1. Abdullah MN, "The Effect of Doped and undoped Zn O-V thin films on Nano structural and optical properties," Raf. J. Sci., vol. 34, no. 2, pp. 62–71, 2025, doi: 10.33899/rjs.2025.187745.
  2. Toma FTZ, Rahman MS, Hussain KMA, Ahmed S, " Thin Film Deposition Techniques: A Comprehensive Review," J. Mod. Nanotechnol., 4, no. 6, pp. 1-16, 2024, doi: 10.53964/fmn.2024006.
  3. Marthin LW, Chu Y-H, Ramesh R, "Advance in the growth and characterization of magnetic, ferroelectric, and multiferroice oxide thin films," Mater. Sci. Eng. R, vol. 68, pp. 89-133, 2010, doi: 10.1016/j.mser.2010.03.001.
  4. Jamil NY, Burjus AY, Khalil HMT, " The Effect of Ag Doping on the Structural, Optical and Electrical Properties of CdSe Thin Films," Raf. J. Sci., vol. 27, no. 2, pp. 146-152, 2018, doi: 10.33899/rjs.2018.145399.
  5. Aswad TA, Jamil NY , Ibrahim AE , " Effect of Deposition Time and Temperature on Structural, Topographic and Optical Properties of Nano Zinc Sulfide (ZnS) Film Prepared by CBD Technique," Raf. J. Sci., vol. 28, no. 4, pp. 94-105, 2019, doi: 10.33899/rjs.2019.163304.
  6. Prakash T, Neri G, Kumar ER, " A comparative study of the synthesis of CdO nanoplatelets by an albumen-assisted isothermal evaporation method," J. Alloys Compd., vol. 624, pp. 258-265, 2015, doi: 10.1016/j.jallcom.2014.10.204.
  7. Ganjian Z, Jamali-Sheini F, Yousefi R, " Electrochemical synthesis and physical properties of Sn-doped CdO nanostructures," Superlattices Microstruct., vol. 100, pp. 988-996, 2016, doi: 10.1016/j.spmi.2016.10.064.
  8. Revath V, Karthik K, " Microwave assisted CdO–ZnO–MgO nanocomposite and its photocatalytic and antibacterial studies," J. Mater. Sc.i: Mater. Electron., vol. 29, no. 21, pp. 18519-18530, 2018, doi: 10.1007/s10854-018-9968-1.
  9. Abdulwahab AM, Aldeen TS, Aziz SN, "Synthesis and characterization of multifunctional CdO-CuO-ZnO-Co₃O₄ nanocomposite," Results Phys., vol. 75, 108335, 2025, doi: 10.1016/j.rinp.2025.108335.
  10. Rahman M M, Alam, M M, Alamry K A, " Sensitive and selective m-tolyl hydrazine chemical sensor development based on CdO nanomaterial decorated multi-walled carbon nanotubes", J. Ind. Eng. Chem., vol. 77, pp. 309-316, 2019, doi: 10.1016/j.jiec.2019.04.053.
  11. Dagdelen F, Serbetci Z, Gupta Rk, Yakuphanoglu F, " Preparation of nanostructured Bi-doped CdO thin films by sol–gel spin coating method," Mater. Lett., vol. 80, pp. 127-130, 2012, doi:10.1016/j.matlet.2012.04.087.
  12. Thirumoorthi M, Prakash JTJ, “A study of tin‑doping effects on physical properties of CdO thin films prepared by sol‑gel spin coating method,” J. Asian Ceram. Soc., vol. 4, no. 1, pp. 39–45, 2016, doi:10.1016/j.jascer.2015.11.001.
  13. Tyona MD, " A comprehensive study of spin coating as a thin film deposition technique and spin coating equipment," Adv. Mater. Res., vol. 2, no. 4, pp. 181-193, 2013, doi: 10.12989/amr.2013.2.4.181.
  14. Aziz AMA, Idris MI, Napiah ZAFM, Zaimadi MNS, Rashid M, Bradley L, " The development of low-cost spin coater with wireless IoT control for thin film deposition," IJEECS, vol. 34, no. 3, pp. 1519-1529, 2024, doi: 10.11591/ijeecs.v34.i3.pp1519-1529.
  15. Sinjar MS, Al-Jubbori MA, Algdirree HH, "Study of the Effect of Irradiation on Some Optical Properties of Cadmium Oxide Films Prepared by the Thermal Chemical Spraying Method," JES, vol. 34, no. 2, pp. 1–12, 2025, doi:10.33899/edusj.2024.154469.1511.
  16. Ziabari AA, Ghodsi FE, Kiriakidis G, " Correlation between morphology and electro-optical properties of nanostructured CdO thin films: Influence of Al doping," Surf. Coat. Technol., vol. 213, pp. 15-20, 2012, doi: 10.1016/j.surfcoat.2012.10.003.
  17. Rahman MM, Asiri AM, Youssef TE, Marwain HM, "Photocatalytic degradation of remazol brilliant orange 3R using wet-chemically prepared CdO-ZnO nanofibers for environmental remediation," Mater. Express, vol. 6, no. 2, pp. 137-148, 2016, doi:10.1166/mex.2016.1285.
  18. Kose S, Atay F, Bilgin V, Akyuz I, " In doped CdO films: Electrical, optical, structural and surface properties," Int. J. Hydrogen Energy, vol. 34, pp. 5260-5266, 2009, doi:10.1016/j.ijhydene.2008.11.110.
  19. Ayed O, Al-Jubbori MA, Algdirree HH, "Study of the optical properties of copper oxide thin films prepared by chemical spray pyrolysis technique," JES, vol. 33, no. 2, pp. 47–57, 2024, doi: 10.33899/edusj.2024.146903.1426.
  20. Kalli SK, “Optical properties of CdO thin films,” Baghdad Sci. J., vol. 7, no. 1, 2010, doi:10.21123/bsj.2010.7.1.10-13.
  21. Yahia IS, Salem GF, El‑Sadek MSA, Yakuphanoglu F, “Optical properties of Al‑CdO nano‑clusters thin films,” Superlattices Microstruct., vol. 64, pp. 178–184, 2013, doi:10.1016/j.spmi.2013.09.024..
  22. Manjula N, Balu AR, Usharani K, Raja N, Nagarethinam VS, "Enhancement in some physical properties of spray deposited CdO:Mn thin films through Zn doping towards optoelectronic applications," Optik, vol. 127, no. 16, pp. 6400-6406, 2016, doi:10.1016/j.ijleo.2016.04.129.
  23. Wang Y, Wang H, Yan F, "Effects of UV irradiation on tribological properties of nano-TiO₂ thin films," Surf. Interface Anal., vol. 41, no.5, pp. 399–404, 2009, doi:10.1002/sia.3039.
  24. Rahman MA, Khan MKR, "Effect of annealing temperature on structural, electrical and optical properties of spray pyrolytic nanocrystalline CdO thin films," Mater. Sci. Semicond Process, vol. 24, pp. 26-33, 2014, doi: 10.1016/j.mssp.2014.03.002.
  25. Manjula N, Balu AR, " Double doping (Mn +Cl) effects on the structural, morphological, photoluminescence, optoelectronic properties and antibacterial activity of CdO thin films," Optik, vol. 130, pp. 464-472, 2017, doi: 10.1016/j.ijleo.2016.10.074.
  26. Abbas TA, Jafir AO, "Effect of substrate temperature on the physical properties of spray pyrolyzed CdS thin films," JES, vol. 25, no. 4, pp. 77-85, 2012, doi: 10.33899/edusj.2012.66955.
  27. Siraj K, Khaleeq-ur-Rahman M, Hussain SI, Rafique MS, Anjum S, " Effect of deposition temperature on structural, surface, optical and magnetic properties of pulsed laser deposited Al-doped CdO thin films," J. Alloys Compd., vol. 509, no. 24, pp. 6756-6762, 2011, doi: 10.1016/j.jallcom.2011.03.183.
  28. Ahmed FS, Ahmed NY, Ali RS, Habubi NF, Abass KH, Chiad SS, " Effects of Substrate Type on Some Optical and Dispersion Properties of Sprayed CdO Thin Films," NeuroQuantology, vol.18, no. 3, pp. 56-65, 2020, doi: 10.14704/nq.2020.18.3.NQ20151.
  29. Alam MR, Rahman MM, Karim AMMT, Khan MKR, "Effect of Ag incorporation on structural and opto-electric properties of pyrolized CdO thin films," Int. Nano. Lett., vol. 8, no 4, pp. 287-295,2018, doi: 10.1007/s40089-018-0251-5.
  30. Kabir MH, Bhattacharjee A, Islam MM, Rahman MS, Rahman MS, Khan MKR, "Effect of Sr doping on structural, morphological, optical and electrical properties of spray pyrolized CdO thin films," J. Mater. Sci: Mater. Electron., vol. 32, pp. 3834-3842, 2021, doi:10.1007/s10854-020-05127-3.
  31. Jamil NY, Najim SA, Muhammed AAK," The Effect of γ-Irradiation on the Structural and Physical Properties of CdSe Thin Films," Raf. J. Sci., vol. 25, no. 3, pp. 90-98, 2014, doi:10.33899/rjs.2014.131361.
  32. Ajaj K, Ali AM, Al-Jubbori MA, "Characterization and Evaluation of the Antimicrobial Activity of CuO Nanoparticles Prepared by Pulse Laser Ablation in Double-Distilled Water," Nanosistemi Nanomater. Nanotehnologii, vol. 22, no. 1, pp. 209–227, 2024, doi: 10.15407/mm.22.01.209.

المؤلفون

Nada Al-obaidi

University of Mosul, College of Education for pure Sciences, Department of Physics

Ayad Elzwam

Physics Department, College of Sciences, Tripoli University, Libya

المعرفات

##plugins.pubIds.doi.displayName##: 10.33899/jes.v35i2.55916

تنزيل هذا الملف
PDF (الإنجليزية)

الإحصائيات

كيفية الاقتباس

[1]
"دراسة الخصائص البصرية والمورفولوجية للأغشية أكسيد الكادميوم الرقيقة المحضرة باستخدام تقنية الطلاء الدوراني", JES, م 35, عدد 2, ص 100–114, أبريل 2026, doi: 10.33899/jes.v35i2.55916.
##submission.copyrightAndLicensing##
Creative Commons License

هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.

كيفية الاقتباس

[1]
"دراسة الخصائص البصرية والمورفولوجية للأغشية أكسيد الكادميوم الرقيقة المحضرة باستخدام تقنية الطلاء الدوراني", JES, م 35, عدد 2, ص 100–114, أبريل 2026, doi: 10.33899/jes.v35i2.55916.