Electrical and structural characterisation of plasma-polymerized TEOS thin films as humidity sensors

In this study, we used plasma polymerization of TEOS to deposit thin water molecule sensitive layers on two intredigitated aluminum electrodes evaporated on glass substrate. Electrical and structural analyses of the deposited sensitive layers have been evaluated through current-impedance responses and FTIR spectroscopy. The elaborated humidity resistive sensor exhibited a detectable response to relative humidity (RH) percentages ranging from 20 to 95%. The films showed good sensitivity to water molecule due to the presence of hydroxyl groups OH. These groups provide the adsorption sites for water and play an important role to the humidity sensor properties. The low impedance, good sensitivity as characterized by a linear change in impedance from 106 to 103 Ω over RH interval of 20–80% and low observed hysteresis of about 4%, make the elaborated layer a promising candidate for humidity sensors development.In this study, we used plasma polymerization of TEOS to deposit thin water molecule sensitive layers on two intredigitated aluminum electrodes evaporated on glass substrate. Electrical and structural analyses of the deposited sensitive layers have been evaluated through current-impedance responses and FTIR spectroscopy. The elaborated humidity resistive sensor exhibited a detectable response to relative humidity (RH) percentages ranging from 20 to 95%. The films showed good sensitivity to water molecule due to the presence of hydroxyl groups OH. These groups provide the adsorption sites for water and play an important role to the humidity sensor properties. The low impedance, good sensitivity as characterized by a linear change in impedance from 106 to 103 Ω over RH interval of 20–80% and low observed hysteresis of about 4%, make the elaborated layer a promising candidate for humidity sensors development

Rules versus Discretion in Committee Decision Making: An Application to the 2001 RAE for UK Economics Departments

The question of rules versus discretion has generated a great deal of debate in many areas of the social sciences. Recently, much of the discussion among academics and stakeholders about the assessment of research in UK higher education institutions has focused on the means that should be used to determine research quality. We present a model of committee decision-making when both rules and discretion are available. Some of the predictions of the model are tested empirically using the UK RAE 2001 results

Impact of Annealing Temperature on Surface Reactivity of ZnO Nanostructured Thin Films Deposited on Aluminum Substrate

In the present work, the fabrication of a hydrophobic surface was carried out by thermal oxidation of thin layers of Zn deposited by electrodeposition on an aluminum substrate under air atmosphere at different temperatures between 400 ˚C and 500 ˚C. Structural analysis by XRD and Raman spectroscopy shows that increasing the annealing temperature leads to the formation of a considerable amount of ZnO on the aluminum substrate. ZnO-bound XRD peaks appear and Zn- and Al-bound peaks decrease. For TS = 400 ˚C and 500 ˚C, the films treated at are polycrystalline with a hexagonal structure of the Wurtzite type due to the existence of the more intense peak relating to the orientation (100) located around the angle 31.75 ˚. EDX analysis gives the chemical composition of these films and confirms the presence of zinc and oxygen in an almost stoichiometric composition. The morphological study of thin layers treated at 500 ˚C shows the coexistence of nanostructures in the form of deformed flowers, which leads to their hydrophobicity. The contact angle values measured are ˃ 90˚ for the films treated at 400 ˚C and 500 ˚C, which confirms the hydrophobic nature with a high value obtained equal to 135˚

Кореляція між структурними, морфологічними та оптичними характеристиками тонких плівок ZnO, отриманих термічним випаровуванням

У цьому дослідженні використовували термічне випаровування для осадження тонких плівок оксиду цинку (ZnO). Потім плівки піддавали відпалу при різних температурах від 350 °C до 500 °C з фіксованим часом відпалу 2,5 години. Товщина плівки була постійною на рівні 300 нм. Морфологічні, оптичні властивості та структурні зміни плівок ZnO досліджували за допомогою методів скануючої електронної мікроскопії (SEM), рентгенівської дифракції (XRD) та спектроскопії у видимому ультрафіолетовому діапазоні (VIS-UV). Картина XRD підтвердила, що плівки ZnO мають гексагональну кристалічну структуру вюрциту. Значення повної ширини на половині максимуму (FWHM) дифракційних піків зменшувалися зі збільшенням температури відпалу, що вказує на кращу кристалічність тонких плівок при вищих температурах. Зображення SEM показують, що розмір зерна тонких плівок має тенденцію до збільшення зі збільшенням температури відпалу. Кути контакту зразків були значно збільшені, а змочуваність поверхні шарів змінилася з гідрофільної на гідрофобну. Залежності VIS-UV показали, що плівки ZnO були прозорими у видимій області. Коефіцієнт оптичного пропускання дещо зростає зі збільшенням температури відпалу. Оптичний зазор (Eg) плівок зменшувався зі збільшенням температури відпалу. Розраховані значення енергії Урбаха показали, що дефекти в плівках ZnO зменшуються з температурою відпалу. Нарешті, було визначено кореляцію між структурними, морфологічними, змочуваними та оптичними властивостями зразків. Спостерігалося, що оптична заборонена зона корелює пропорційно з розміром кристаліту та обернено з енергією Урбаха як функцією температури відпалу.In this study, we used thermal evaporation to deposit thin films of zinc oxide (ZnO). The films were then subjected to annealing at various temperatures ranging from 350 °C to 500 °C, with a fixed annealing time of 2.5 hours. The film thickness was kept constant at 300 nm. The morphological, optical properties and structural changes of the ZnO films were investigated using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and visible-ultraviolet spectroscopy (VIS-UV) techniques. The XRD pattern also confirmed that the ZnO films exhibited a hexagonal wurtzite crystal structure. The full width at half maximum (FWHM) values of the diffraction peaks decreased as the annealing temperature increased, indicating better crystallinity of the thin films at higher temperatures. SEM images show that the grain size of thin films tends to increase as the annealing temperature increases. The contact angles of the samples were significantly increased and the surface wettability of the layers changed from hydrophilic to hydrophobic after annealing temperature. The VIS-UV data showed that the ZnO films were transparent in the visible region. The optical transmittance slightly increased with increasing annealing temperature. The optical gap (Eg) of the films decreased as the annealing temperature increased. The calculated Urbach energy values indicated that the defects in the ZnO films decreased with annealing temperatures. Finally, the correlation between the structural, morphological, wettability and optical features of the samples was determined. The optical band gap was observed to correlate proportionally with crystallite size and inversely with Urbach energy as a function of annealing temperature

Вплив спільного легування на структурні, морфологічні, оптичні та електричні властивості плівок CuO

У даній роботі був досліджений вплив легування кобальтом (Co) від 2 до 6 % на структурні, оптичні та електричні властивості тонких плівок ацетату міді (Cu(CH3COO)2·H2O), отриманих розпиленням. піроліз. Результати, отримані під час різних проведених характеристик (комбінаційного розсіювання, контактного кута, УФ-видимого та ефекту Холла), показують, що наші плівки мають моноклінну структуру з присутністю однієї фази CuO. Виміряні контактні кути становлять менше 90° для нелегованої CuO, CuO:2 %Co та CuO:4 %Co, що підтверджує гідрофільний характер плівок, а також плівка, легована 6 %, демонструє гідрофобний характер із контактним кутом понад 90° (θ = 97.41°). Поліпшення поглинання шляхом зменшення коефіцієнта пропускання для плівок, легованих 2 % Co, 4 % Co та 6 % Co, з низьким значенням пропускання, отриманим у цій роботі для плівки CuO:6 % Co, рівним 7,34 %. Зменшення значень оптичної щілини як функції легування кобальтом з низьким значенням, рівним 1,66 еВ, виявлено для тонкого шару CuO:6 % Co. Електричний аналіз показує, що провідність збільшується з додаванням кобальту до CuO з високим значенням для плівки, легованої 6 % (σ = 7.246 x 10 – 1 (Ω∙cm) – 1). Так, 6% кобальт, легований CuO, має хороші фізичні характеристики, які дозволяють використовувати його як шар, що поглинає сонячне випромінювання, в тонкоплівкових сонячних елементах.In the present work, we studied the effect of cobalt (Co) doping rate between 2 % and 6 % on the structural, optical and electrical properties of thin films from copper acetate (Cu(CH3COO)2·H2O) produced by spray pyrolysis. The results obtained during the various characterizations carried out (Raman, contact angle, UV-Visible and the Hall effect) show that our films have a monoclinic structure with the presence of a single CuO phase. The measured contact angles are less than 90° for the CuO undoped, CuO:2 %Co and CuO:4 % Co confirming the hydrophilic character of the films, as well as the 6 % doped film shows the hydrophobic character with a contact angle greater than 90° (θ = 97.41°). An improvement of the absorption by the reduction of the transmittance for the films doped with 2 % Co, 4 % Co and 6 % Co with a low value of the transmission obtained in this work for the CuO:6 % Co film equal to 7.34 %. A decrease in the values of the optical gap as a function of cobalt doping with a low value equal to 1.66 eV found for the thin layer of CuO:6 % Co. The electrical analysis shows that the conductivity increases with the addition of cobalt to the CuO with a high value for the film doped with 6 % (σ = 7.246 x 10 – 1 (Ω∙cm) – 1). So, CuO-doped 6% cobalt has good physical characteristics which allow it to be used as a layer absorbing solar radiation in thin-film solar cells

Thin plasma-polymerized layers of hexamethyldisiloxane for humidity sensor development

International audienceThe response of resistive-type sensors based on thin hexamethyldisiloxane layers to relative humidity (RH) was evaluated. Humidity sensitive layers were plasma polymerized at low frequency glow discharge using a capacitively coupled parallel plate reactor. The sensor design comprises the absorbing layer deposited on clean glass substrate with comb-shape aluminum electrodes (interdigitated structure). The change in electrical impedance of the sensing film was monitored as the device was exposed to humidity. The variation of the plasma-polymerization parameters resulted in different humidity sensing properties which could be correlated to the results of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The deposited films exhibited a detectable response to RH ranging from 30 to 95% with low hysteresis, good reproducibility and stability in long-term use. Films with a greater thickness showed a significant decrease in the humidity sensing capability. FTIR analysis revealed the presence of SiH bonding groups, which are frequently linked to the film density. The increase in the plasma discharge power induced also a significant decrease in the diffusion process of water vapor inside the sensitive layer bulk

Вплив часу осадження на властивості тонких плівок ZnO, осаджених ультразвуковим спрей-піролізом, для оптоелектронних застосувань

Нелеговані тонкі плівки ZnO наносяться на скляні підкладки при 300 °C за допомогою ультразвукового спрей-піролізу. Ацетат цинку, оцтова кислота та метанол використовуються як прекурсори та розчинники. Підготовлені тонкі плівки мають товщину від 216 до 680 нм. Структурна трансформація спостерігається як функція часу осадження. Тонкі плівки, отримані за низького часу осадження, мають полікристалічну природу; вони кристалізуються у гексагональну структуру вюрциту і мають переважну орієнтацію вздовж осі с перпендикулярно підкладці, де максимальний розмір кристалітів становить 14,4 нм за найменшого часу осадження 5 хв. Однак ті плівки, які були отримані за час осадження вище 15 хв, демонструють аморфну природу, і ми спостерігаємо зникнення дифракційних піків. Для дослідження морфології плівок застосовувалася скануюча електронна мікроскопія. Зростання нанодротів у масштабі довжини у кілька мікрон добре видно для часу осадження 5 хв, а розширення – для часу 10 хв. Аморфна фаза тонких плівок ZnO була отримана при часі осадження 15 і 20 хв. Середній коефіцієнт пропускання усіх плівок перевищує 80 % у видимій області, а енергія забороненої зони для кристалічної фази збільшується з 3,17 до 3,45 еВ із збільшенням часу осадження. Низька питома провідність у діапазоні з 6,91 x 10 – 3 до 6,60 (Ω.см) – 1 була отримана при збільшенні часу осадження з 5 до 10 хв, а провідність більше 1,90 x 105 (Ω.см) – 1 – для часу осадження більше ніж 10 хв. Енергія Урбаха зменшується з 324 до 314 меВ із збільшенням часу осадження з 1 до 4 хв через деформацію та руйнування порядку у тонких плівках. Оптичні та електричні властивості осаджених тонких плівок виявили, що ці тонкі плівки мають потенційне застосування в оптоелектронних пристроях, особливо в сонячних батареях.In the present work, undoped ZnO thin films have been deposited on glass substrates at 300 °C by ultrasonic spray pyrolysis technique. Zinc acetate, acetic acid and methanol have been used as precursors and solvents. The prepared thin films have a thickness ranging from 216 to 680 nm. Structural transformation has been observed as a function of deposition time. Thin films obtained at low deposition time are polycrystalline in nature, they crystallized under hexagonal wurtzite structure and presented a preferential orientation along the c-axis perpendicular to the substrate, where the maximum crystallite size was found to be 14.4 nm for a smallest deposition time of 5 min. However, those obtained at deposition time higher than 15 min exhibit amorphous nature and we observed a disappearance of diffraction peaks. Scanning electron microscopy has been applied for a morphology characterization of the films. A growth of nanowires in a length scale of few microns can be seen clearly for a deposition time of 5 min and enhanced at 10 min. An amorphous nature of ZnO thin films was obtained at deposition time of 15 and 20 min. The average transmittance of all films is over 80 % in the visible region and the band gap energy for crystalline phase increases from 3.17 to 3.45 eV with the increase of the deposition time. Low resistivities in the range of 6.91×10 – 3 and 6.60 (Ω.cm) – 1 were produced when the deposition time increases from 5 to 10 min, and more than 1.90 ×105 (Ω.cm) – 1 for deposition time greater than 10 min. The Urbach energy decreases from 324 to 314 meV with increasing deposition time from 1 to 4 min due to the strain and disorder in the thin films. The optical and electrical properties of deposited thin films revealed that these thin films have potential applications in optoelectronic devices especially in solar cells

A comprehensive review of barriers to a functional Zakat system in Nigeria: what needs to be done?

Purpose: Muslims in Nigeria, like in many Muslim-majority countries, are striving to have a functional Zakat system in search of solutions to the perennial problem of poverty and its damning consequences. Nevertheless, there are still unsettled concerns arising from the current and widespread implementation of dissimilar (diverse) approaches to the Zakat system in various parts of the country. The purpose of this paper is to review comprehensively what are the hindrances of a vibrant Zakat system and how far the identified impediments may affect the system in the Nigerian context.Design/methodology/approach:The methodology adopted is the review of extant relevant literature in the field of scholarly publications.Findings: The findings of this study revealed that the fragmented implementation of the Zakat system within the context of the Nigerian democratic system of government lead to the weak governance with respect to law, administration and management; lack of a generally accepted fatwa from the Muslims scholars (Ulamas); absence of Zakat accounting standard; and low compliance behavior are the major barriers that require the attention of government and other stakeholders such as the traditional leaders, the accounting regulatory bodies, the Ulamas, as well as the economic and accounting researchers.Practical implications: It was recommended that the stakeholders should make concerted efforts toward ensuring success of the Zakat system for attaining salvation in the hereafter and for social security, as well as economic prosperity. Originality/value: The paper is the first paper that comprehensively reviews previous literature in the Zakat environment on factors that become barriers to implement a comprehensive Zakat system in Nigeria