Збірник наукових праць Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Рік 2025 Том 23, Випуск 3
Завантажити повну версію статті (PDF, Англійською / In English) Open Access

Fouad Zuhair RAZZOOQI1, Mohammed S. RADHI2, Hayder Abbas SALLAL3, and Zainab AL-KHAFAJI4,5

1Al-Qasim Green University, Al-Qasim District, Babylon Governorate, 51013 Babylon, Iraq
2College of Materials Engineering, Ceramic and Building Materials Department, University of Babylon, Hillah, Iraq
3College of Engineering, Department of Prosthetics and Orthotics Engineering, Al-Nahrain University, Jadriya, Baghdad, Iraq
4Faculty of Engineering and Built Environment, Department of Civil Engineering, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 UKM Bangi, Selangor, Malaysia
5Imam Ja'afar Al-Sadiq University, Qahira, Baghdad, Iraq

High Optical Transmittance of TiO2 Thin Films Prepared by Sol–Gel Coating Technique

719–732 (2025)

PACS numbers: 78.20.Ci, 78.20.Jq, 78.40.Ha, 78.66.Li, 78.67.Bf, 81.20.Fw, 81.40.Tv

Надійшла 8 березня 2024 р.

У цій роботі було одержано тонкі плівки діоксиду титану за золь–ґель-технологією. Досліджено вплив зміни температури відпалу на деякі оптичні властивості (n, k, d). Тонкі плівки визначали за допомогою методу еліпсометрії, враховуючи вплив температур відпалу у 360°C, 460°C, 550°C і 700°C. За допомогою спектрофотометра (UV–Vis) було визначено оптичні властивості; було виявлено, що найкращі значення оптичного пропускання було одержано для плівки, відпаленої за 500°C (спектрофотометрична крива показує найбільше пропускання видимого діяпазону, що досягається між 80% і 90% на довжинах хвиль у діяпазоні від 400 нм до 600 нм відповідно). А найкращі значення коефіцієнта відбивання та показника заломлення спостерігаються за T ≈ 460°C і T ≈ 500°C, оскільки плівки показали низькі значення коефіцієнта відбивання у видимому діяпазоні 400–700 нм. Слід зазначити, що плівка, відпалена за температури у 500°C, є найліпшою. Всі плівки мають широку заборонену зону у 3,2 еВ, одержану для усіх підготовлених зразків, особливо за T ≈ 500°C.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: золь–ґель-оброблення, тонкі плівки, оптичне пропускання

Цитування:
Fouad Zuhair Razzooqi, Mohammed S. Radhi, Hayder Abbas Sallal, and Zainab Al-Khafaji, High Optical Transmittance of TiO2 Thin Films Prepared by Sol–Gel Coating Technique, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 23, No. 3: 719–732 (2025); https://doi.org/10.15407/nnn.23.03.0719
ЛІТЕРАТУРА
  1. M. Pelaez, N. T. Nolan, S. C. Pillai, M. K. Seery, P. Falaras, A. G. Kontos, P. S. Dunlop, J. W. Hamilton, J. A. Byrne, K. O'shea, and M. H. Entezari, Appl. Catal. B: Environ., 125, No. 1: 331 (2012); https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2012.05.036
  2. B. Al-Zubaidy, N. S. Radhi, and Z. S. Al-Khafaji, Int. J. Mech. Eng. Technol., 10, No. 1: 776 (2019).
  3. S. Sattar, Y. Alaiwi, N. S. Radhi, and Z. Al-Khafaji, Acad. J. Manuf. Eng., 21, No. 4: 86 (2023).
  4. Sabaa Sattar, Yaser Alaiwi, Nabaa Sattar Radhi, Zainab Al-Khafaji, Osamah Al-Hashimi, Hassan Alzahrani, and Zaher Mundher Yaseen, J. King Saud Univ. Sci., 35, No. 8: 102861 (2023); https://doi.org/10.1016/j.jksus.2023.102861
  5. Mauricio E. Calvo, José R. Castro Smirnov, and Hernán Míguez, J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys., 50, Iss. 14: 945 (2012); https://doi.org/10.1002/polb.23087
  6. Nabaa S. Radhi, Ahlam Hamid Jasim, Zainab S. Al-Khafaji, and Mayadah Falah, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 21, Iss. 4: 769 (2023); https://doi.org/10.15407/nnn.21.04.769
  7. S. Ghosh and A. P. Das, Toxicol. Environ. Chem., 97, No. 5: 491 (2015); https://doi.org/10.1080/02772248.2015.1052204
  8. Natarajan Shanmugam, Rishi Pugazhendhi, Rajvikram Madurai Elavarasan, Pitchandi Kasiviswanathan, and Narottam Das, Energies, 13, Iss. 10: 2631 (2020); https://doi.org/10.3390/en13102631
  9. H. A. Sallal, M. S. Radhi, M. H. Mahboba, and Z. Al-Khafaji, Egypt. J. Chem., 55, No. 6: 197 (2023); https://doi.org/10.21608/EJCHEM.2022.154630.6684
  10. Chen Yang, Huiqing Fan, Yingxue Xi, Jin Chen, and Zhuo Li, Appl. Surf. Sci., 254, Iss. 9: 2685 (2008); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2007.10.006
  11. M. N. Chaudhari, R. B. Ahirrao, and S. D. Bagul, IJRASET, 9, No. 1: 5215 (2021).
  12. N. D. Fahad, N. S. Radhi, Z. S. Al-Khafaji, and A. A. Diwan, Heliyon, 9, No. 3: 14103 (2023); https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e14103
  13. I. Karaduman Er, S. Uysal, A. Ateş, and S. Acar, J. Mater. Sci. Mater. Electron., 34, No. 20: 1512 (2023); https://doi.org/10.1007/s10854-023-10930-9
  14. X. Yu, T. J. Marks, and A. Facchetti, Nat. Mater., 15, No. 4: 383 (2016); https://doi.org/10.1038/nmat4599
  15. Timothy J. Coutts, Thomas O. Mason, John D. Perkins, and David S. Ginley, Proc. Electrochem. Soc., 99, No. 1999: 274 (1999).
  16. Jianyu Fu, Wenjuan Xiong, Haiping Shang, Ruiwen Liu, Junfeng Li, Weibing Wang, Wenwu Wang, and Dapeng Chen, Mater. Sci. Semicond. Process, 89, No. 1: 1 (2019); https://doi.org/10.1016/j.mssp.2018.08.024
  17. S. M. Sze and K. K. Ng, Physics of Semiconductor Devices (John Wiley & Sons, Inc.: 2006); https://doi.org/10.1002/0470068329
  18. Bing Zhou, Xiaohong Jiang, Zhubo Liu, Ruiqi Shen, and Aleksandr V. Rogachev, Mater. Sci. Semicond. Process, 16, No. 2: 513 (2013); https://doi.org/10.1016/j.mssp.2012.05.001
  19. S. H. Woo and C. K. Hwangbo, Surf. Coat. Technol., 201, Nos. 19–20: 8250 (2007); https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.01.085
  20. H. S. Nalwa, Handbook of Thin Films (Five-Volume Set) (Academic Press: 2001).
  21. X. Tian, X. Cui, T. Lai, J. Ren, Z. Yang, M. Xiao, B. Wang, X. Xiao, and Y. Wang, NMS, 3, No. 4: 390 (2021); https://doi.org/10.1016/j.nanoms.2021.05.011
  22. N. K. Elumalai, M. A. Mahmud, D. Wang, and A. Uddin, Energies, 9, No. 11: 861 (2016); https://doi.org/10.3390/en9110861
  23. T. Wen, J. Gao, J. Shen, and Z. Zhou, J. Mater. Sci., 36, No. 1: 5923 (2001); https://doi.org/10.1023/A:1012989012840
  24. E. Traversa, G. Gnappi, A. Montenero, and G. Gusmano, Sens. Actuators B: Chem., 31, Nos. 1–2: 59 (1996); https://doi.org/10.1016/0925-4005(96)80017-7
  25. Robert Alan May, Ellipsometric and Nanogravimetric Porosimetry Studies of Nanostructured, Mesoporous Electrodes (Dissertation for Doctor of Philosophy) (The University of Texas at Austin: 2009).
  26. F. Scheepers, A. Stähler, M. Stähler, M. Carmo, W. Lehnert, and D. Stolten, JCTR, 16, No. 1: 1213 (2019); https://doi.org/10.1007/s11998-019-00206-5
  27. J. Ben Naceur, M. Gaidi, F. Bousbih, R. Mechiakh, and R. Chtourou, Curr. Appl. Phys., 12, Iss. 2: 422 (2012); https://doi.org/10.1016/j.cap.2011.07.041
  28. X. Zhang, Y. Zhang, Y. Wang, Q. Wang, Z. Liu, R. Geng, H. Wang, W. Jiang, and W. Ding, J. Alloys Compd., 929, No. 1: 167278 (2022); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.167278
  29. S. Banerjee, E. Adhikari, P. Sapkota, A. Sebastian, and S. Ptasinska, Mater., 13, No. 13: 2931 (2020); https://doi.org/10.3390/ma13132931
  30. Yu-Hsiang Wang, Kazi Hasibur Rahman, Chih-Chao Wu, and Kuan-Chung Chen, Catalysts, 10, No. 6: 598 (2020); https://doi.org/10.3390/catal10060598
  31. N. Mozaffari, S. H. Elahi, S. S. Parhizgar, N. Mozaffari, and S. M. Elahi, MRX, 6, No. 11: 116428 (2019); https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab4662
  32. Fubao Zhang, Xianming Wang, Haonan Liu, Chunli Liu, Yong Wan, Yunze Long, and Zhongyu Cai, Applied Sciences, 9, No. 12: 2489 (2019); https://doi.org/10.3390/app9122489
  33. V. T. Lukong, K. Ukoba, and T. C. Jen, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 122, Nos. 9–10: 3525 (2022); https://doi.org/10.1007/s00170-022-10043-3
  34. J. I. Larruquert, Optical Properties of Thin Film Materials at Short Wavelengths. Optical Thin Films and Coatings (Elsevier: 2018), p. 291–356; https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102073-9.00007-2
  35. X. Teng, B. Liu, and T. Ichiye, Chem. Phys., 153, No. 10 (2020); https://doi.org/10.1063/5.0021472
  36. A. J. Haider, A. A. Najim, and M. A. H. Muhi, Opt. Commun., 370, No. 1: 263 (2016); https://doi.org/10.1016/j.optcom.2016.03.034
  37. O. Y. Ramírez-Esquivel, D. A. Mazón-Montijo, Z. Montiel-González, and F. S. Aguirre-Tostado, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 185: 392 (2018); https://doi.org/10.1016/j.solmat.2018.05.029