پ۲۷۶۸۸
per
سنتز و بررسی ویژگی‌های ساختاری و نوری نانوذرات اکسید روی آلایش یافته با نقره
حمید عزیزی الیاسی
فیزیک
۱۴۰۱
۸۵ص.
سی دی
کارشناسی ارشد
نانو فیزیک
۱۴۰۱/۰۶/۲۱
اکسید روی به عنوان یک نیم رسانای اکسید فلزی به طور وسیع در زمینه های مختلفی مانند صنعت الکترونیک، لاستیک سازی، رنگ سازی و منسوجات کاربرد دارد. مطالعات اخیر نشان داده که نحوه و نوع آلایش اکسید روی با یون های فلزی متفاوت موجب تغییر خواص نوری، ساختاری و خاصیت حسگری اکسید روی می گردد. در پژوهش حاضر، نانوذرات اکسید روی آلایش یافته با مقادیر مختلف نقره با روش تجزیه حرارتی تهیه شدند. نتایج آنالیزXRD و FT-IR تشکیل ساختار شش گوشه ورتزیت را در همه نمونه ها تأیید کرد. همچنین شدت قله های پراش با افزایش آلایش نقره کاهش پیدا کرد که نشان دهنده آن است که با افزایش آلایش نقره بلورینگی اکسید روی کاهش می یابد. طیف EDX نیز تأیید کرد که با افزایش آلایش نقره درصد وزنی و درصد اتمی عنصر نقره رفته رفته در نمونه ها افزایش یافته است. تصاویر FE-SEM هم تأیید کردند که با افزایش آلایش نقره مورفولوژی نانوذرات تغییر چندانی نکرده است. آنالیزPL هم وجود نقص های ذاتی شامل تهی جای اکسیژن و روی و اتم های بینابینی روی و نیز انتشار اکسایتونی را در همه نمونه ها تأیید کرد. طیفUV-Vis نانوذرات اکسید روی خالص، شفاف بودن آن ها را در ناحیه مرئی تأیید کرد و در طیف UV-Vis مربوط به نانوذرات اکسید روی آلایش یافته با مقادیر مختلف نقره مشاهده شد که انرژی شکاف نواری نانوذرات با افزایش آلایش نقره کاهش می یابد و لبه جذب هم به سمت طول موج های بلندتر(جابجایی قرمز) منتقل می شود. نیز برای آن ها یک قله پهنی را در محدوده 600 - 400 نانومتر نشان داد که مربوط به تشدید پلاسمون های سطحی نقره می شود. نتایج خاصیت حسگری نمونه ها در دمای 350 درجه سانتی گراد نشان داد که پاسخ حسگری نمونه های آلایش یافته با نقره با مقادیر %2 و %4 نسبت به گاز H2 بیشتر از سایر نمونه ها می باشد. در بررسی پاسخ حسگری نمونه %2 و %4 در حضور گازNO2 هم مشاهده شد که پاسخ نمونه %4 نسبت به نمونه %2 بهتر می باشد.
Zinc oxide as a metal oxide semiconductor is widely used in various fields such as electronics industry, rubber making, paint making and textiles. Recent studies have shown that the method and type of doping zinc oxide with different metal ions changes the optical, structural and sensing properties of zinc oxide. In the present study, zinc oxide nanoparticles doped with different amounts of Ag were prepared by thermal decomposition method. The results of XRD and FT-IR analysis confirmed the formation of wurtzite hexagonal structure in all samples. Also, the intensity of the diffraction peaks decreased with the increase of Ag doping, which indicates that the crystallinity of zinc oxide decreases with the increase of Ag doping. The EDX spectrum also confirmed that with the increase of Ag doping, the weight percentage and atomic percentage of Ag element gradually increased in the samples. FE-SEM images also confirmed that the morphology of nanoparticles has not changed much with the increase of Ag doping. PL analysis confirmed the existence of intrinsic defects including oxygen and zinc vacancies and interstitial zinc atoms as well as exciton emission in all samples. The UV-Vis spectrum of pure zinc oxide nanoparticles confirmed their transparency in the visible region, and in the UV-Vis spectrum of zinc oxide nanoparticles doped with different amounts of Ag, it was observed that the band gap energy of nanoparticles decreases with increasing Ag doping and The absorption edge is also shifted to longer wavelengths (red shift). also showed a broad peak in the range of 400-600 nm for them, which is related to the resonance of Ag surface plasmons. The results of the sensing properties of the samples at 350 degrees Celsius showed that the sensing response of the samples doped with Ag with values of 2% and 4% is higher than other samples. In the examination of the sensing response of the 2% and 4% samples in the presence of NO2 gas, it was observed that the response of the 4% sample is better than the 2% sample.
Synthesis and investigation of structural and optical properties of Ag-doped zinc oxide nanoparticles
عزیزی الیاسی،
حمید
تهیه کننده
اصلی بیکی،
محمدی دورباش،
نقش آرا،
باقر
محمد علی
حمید
استاد راهنما
استاد راهنما
استاد مشاور
تبریز
