فیزیک حالت جامد

بیضی نگاری(Ellipsometry) یک تکنیک نوری غیر تخریبی توانمند است که مشخصه های نور انعکاسی (انتقالی) از یک نمونه مورد مطالعه را معیین می کند. این روش اندازه گیری دارای کاربرد های مختلفی در بررسی لایه های نازک، خواص اپتیکی سطوح و فصل مشترک مواد می باشد. ضریب شکست، ضریب میرایی، ضریب جذب، توابع دی الکتریک، ضخامت، یکنواختی سطح، مورفولوژی، کیفیت کریستال، ترکیب شیمیایی و هدایت الکتریکی مواد با این روش قابل بررسی می باشند.

ترانزیستور یکی از پرکاربردترین قطعات در صنعت الکترونیک است که با اختراع آن در سال 1947 میلادی تحولی عظیم در صنعت الکترونیک به وقوع پیوست . ترانزیستور معمولی ، یک المان سه قطبی معمولی است که از سه عدد نیمه هادی نوع N و P تشکیل شده است . ( برای آشنایی با نیمه هادی ها ، به صفحه آشنایی با نیمه هادی ها از همین وب سایت مراجعه فرمایید ) . این نیمه هادی ها به دو شکل می توانند در کنار هم قرار گیرند.

ترانزیستور در سال 1947 در آزمایشگاه های بل هنگام تحقیق برای تقویت کننده های بهتر و یافتن جایگزینی بهتر برای رله های مکانیکی اختراع شد.لوله های خلاء، صوت و موسیقی را در نیمه اول قرن بیستم تقویت کرده بودنداما توان زیادی مصرف می کردند و سریعا می سوختند .

کندوپاش اولین بار در سال 1852 مورد استفاده قرار گرفت. در آن هنگام، شخصی به نام گرو با استفاده از تخلیه الکتریکی توانست لایه فلز را روی کاتد سرد لایه نشانی کند. کندوپاش در ابتدا، عمدتاً برای لایه نشانی فلزات دیرگداز بکار می رفت چرا که لایه نشانی آن ها با روش حرارتی ممکن نبود و به مرور با انجام تغییراتی، برای لایه نشانی مواد دی الکتریک نیز مورد استفاده قرار گرفت. یکی از این تغییرات، استفاده از امواج دارای فرکانس رادیویی بود که اجازه می داد تا دی الکتریک ها بصورت مستقیم لایه نشانی شوند.

لایه نشانی به معنی نشاندن لایه‌ای نازک (Thin film) از ذرات بر روی اجسام مورد نظر در یک محیط دارای خلأ نسبی می‌باشد. این عمل به واسطه‌ی پلاسمای ایجاد شده در این محیط صورت می‌گیرد (پلاسما گازی متشکل از یون‌ها و الکترون‌های آزاد است). عمل لایه نشانی به روش‌های مختلفی قابل انجام است.

روشهای سنتز لایه های نازک به دو دسته عمده روش های فیزیکی و روش های شیمیایی تقسیم بندی می شوند. این روش ها بسته به پروسه اعمال لایه، منبع انرژی و محیط اعمال لایه نامگذاری می شود. در این بین، روش های لایه نشانی بخار شیمیایی جزء متنوع ترین روش های لایه نشانی می باشند.

قطبش یا پلاریزاسیون یکی از ویژگی‌های امواج عرضی است که جهتِ نوسان را در صفحهٔ عمود بر انتشار موج نشان می‌دهد. در الکترومغناطیس، قطبشِ یک موج الکترومغناطیسی (مانند نور) نشان‌دهندهٔ جهت بردارِ میدان الکتریکی آن نسبت به راستایِ انتشار است.

خواص لایه های نازک نظیر خواص مکانیکی، نوری، الکتریکی و ... به پارامترهای زیادی وابسته است که این پارامترها مربوط به روش تولید و کیفیت و نوع ماده ی زیر لایه خواهند بود. در مورد روش های لایه نشانی از پارامترهای مربوط به روش تولید می توان به میزان خلا ، جریان گاز عبوری حین فرایند رشد لایه، سرعت لایه نشانی و خلوص مواد پوشش اشاره کرد.

به طور کلی لایه به ماده یا موادی گفته می شود که به صورت پوششی بر یک سطح یا ماده می نشینند و باعث ایجاد خواص الکتریکی، فیزیکی و مکانیکی سطحی جدیدی می شود که که خصوصیات سطحی زیر لایه را ارتقاء می‌بخشد.

امروزه شرکت های متعددی در زمینه ساخت حسگر های گاز فعالیت دارند. در میان حسگرهای گازی موجود، «حسگرهای مقاومتی گاز» (RGS) برای چندین دهه به خاطر آشکارسازی گازهای قابل اشتعال و سمی، اهمیت فراوان یافته اند. حسگرهای مقاومتی، تراکم ذرات را بوسیله ی تغییر مقاومت (هدایت) الکتریکی ثبت می کنند. علت شهرت این حسگرها بنام مقاومتی نیز به همین خاطر می باشد. این حسگرها عمدتاً از نیمه هادی های اکسید فلزی(همچون SnO2 , ZnO2 , Fe2O3) ساخته می شوند.