การศึกษาสมบัติของฟิล์มบางนำไฟฟ้าโปร่งแสงซิงค์ออกไซด์ที่เตรียมโดยวิธีการจุ่มเคลือบแบบโซล-เจล

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาสมบัติทางโครงสร้าง สมบัติทางแสง และสมบัติทางไฟฟ้าของฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์ที่เตรียมโดยกระบวนการโซล-เจล และด้วยวิธีการเคลือบจุ่ม ภายใต้เงื่อนไขการเปลี่ยนแปลงจำนวนชั้นในการเคลือบที่แตกต่างกันเป็น 1  3 และ 5 ชั้น เพื่อเป็นแนวทางในการปรับปรุงสมบัติของฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์ให้ได้ประสิทธิภาพที่เหมาะสมตรงตามจุดประสงค์การใช้งาน และการประยุกต์ใช้งานด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางแสงและตัวนำโปร่งแสง จากการทดสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) พบว่าฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์มีลักษณะสัณฐานวิทยาที่มีอนุภาคกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอมากขึ้นเมื่อจำนวนรอบเพิ่มขึ้น จากการทดสอบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (XRD) และจากการทดสอบด้วยเครื่องฟูเรียทรานส์ฟอร์มรามาน (FT-Raman) พบว่ามีความเป็นผลึกที่ดีมีพีคหลักที่สอดคล้องกับโครงสร้างแบบเฮกซะโกนอลเวอร์ตไซท์ จากการศึกษาสมบัติทางแสงโดยทดสอบการส่องผ่านแสงด้วยเครื่องยูวี-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตมิเตอร์ (UV-Vis Spectrophotometer) พบว่าฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์มีค่าการส่องผ่านแสงอยู่ในช่วง 85% ถึง 95% ซึ่งค่าการส่องผ่านแสงจะลดลงเมื่อจำนวนชั้นในการเคลือบเพิ่มขึ้น มีค่าช่องว่างแถบพลังงานอยู่ในช่วง 3.27 eV ถึง 3.29 eV และจากการทดสอบค่าความต้านทานไฟฟ้าเชิงแผ่นด้วยวิธีวัด 4 จุด (Four point probe) พบว่าฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์มีค่าความต้านทานไฟฟ้าเชิงแผ่นอยู่ในช่วง 1.44 x 10⁷ W/sq ถึง 2.44 x 10⁷ W/sq โดยมีค่าลดลง เมื่อจำนวนชั้นในการเคลือบเพิ่มขึ้น จากผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าจำนวนชั้นในการจุ่มเคลือบฟิล์มบางมีผลต่อคุณสมบัติต่าง ๆ ของฟิล์มบางและสามารถนำไปพัฒนาปรับปรุงคุณสมบัติของฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์เพื่อนำประยุกต์ใช้งานด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางแสงและเป็นขั้วไฟฟ้าโปรงแสงต่อไปได้