سنتز نانوذرات نيمه رسانا در محيط هاي كلوئيدي با روش ماده برداري ليزري و تعيين مشخصات آنها

كارشناسي ارشد

در دهه¬هاي اخير ماده¬برداري ليزري مورد توجه محققين قرار گرفته است. دليل اهميت فرآيند ماده¬برداري ليزري را مي¬توان كاربرد¬هاي فراوان آن دانست. از جمله اين كاربرد¬ها مي¬توان به ماشين كاري، لايه نشاني و توليد نانوذرات اشاره كرد. نانومواد سيليكن به دليل ويژگي زيست سازگاري عالي و داشتن خواص الكترونيكي، نوري و مكانيكي منحصر به فرد به طور فزآينده¬اي براي كاربرد¬هاي اپتوالكترونيكي و همچنين زيست پزشكي قابل استفاده مي¬باشد. در سال هاي اخير مشاهده طيف گسترده¬اي از تابش¬هاي كوك¬پذير مرئي و مادون قرمز از نانوذرات سيليكن علاقه¬مندي فراواني را براي تهيه وسايل گسيل نوري كارآمد بر اساس اين نانوذرات به منظور استفاده در برنامه¬هاي كاربردي كم هزينه برانگيخته است. از اين رو، مطالعه خواص نوري نانوذرات سيليكن به منظور استفاده در كاربردهاي اپتوالكترونيكي و همچنين زيست پزشكي داراي اهميت است. به خصوص، كنترل مشخصات اكسيد سطحي يكي از چالش¬هاي باقي¬مانده اصلي در اين زمينه است كه داراي اثرات مهمي بر روي خواص نوري نانوذرات سيليكن مي¬¬باشد و نيازمند تحقيقات بيشتري است. هدف اصلي اين كار پژوهشي، بررسي نقش پارامتر¬هاي موثر در فرآيند ماده برداري ليزري به منظور توليد نانوذرات كلوئيدي سيليكن با توزيع اندازه¬ها و اثرات سطحي مختلف و نيز مطالعه خواص فوتولومينسانس نوري متفاوت از كلوئيد¬هاي حاصل است. بدين منظور، نانوذرات سيليكن در محيط آب با استفاده از فرآيند ماده¬برداري به¬وسيله ليزر Nd:YAG با طول پالس 10 نانوثانيه و فركانس 10 هرتز، تحت شرايط آزمايشي متفاوت توليد شده است. به عنوان تغيير اصلي مد نظر در پارامتر¬هاي تاثير گذار در فرآيند ماده برداري، انجام اين فرآيند¬هاي ماده¬برداري در حضور ميدان الكتريكي DC خارجي صورت گرفته است. نمونه مورد بررسي سيليكن (خلوص 99.99 درصد) است كه در محيط آب ديونيزه مورد تابش پرتو يك ليزر Nd:YAG قرار گرفته است. تابش دهي در دو شرايط بدون اعمال ميدان الكتريكي و با اعمال ميدان الكتريكي به صورت عمود بر مسير پرتو ليزر انجام شده است. خواص نوري محلول كلوئيدي حاوي نانوذرات با استفاده از طيف سنج جذبي اپتيكي UV-Vis و طيف سنج فوتولومينسانس مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه بابي نمونه¬ها توسط ميكروسكپ الكتروني روبشي (SEM) و روش پردازش تصوير صورت گرفت. نتايج نشان مي¬دهد آهنگ ماده¬برداري ليزري از ويفر سيليكن در حضور ميدان الكتريكي به ميزان قابل توجه¬اي افزايش مي¬يابد. نتايج تجربي بدست آمده نشان مي¬دهد كه فرآيند ماده¬برداري در حضور ميدان الكتريكي خارجي سبب توليد كلوئيدهايي با تابش¬هاي نسبتا شديدتري در ناحيه نيلي - بنفش از طيف مرئي شده است.

191902

دانشگاه علم و صنعت ايران

فيزيك اتمي و مولكولي

دكتر محمدحسين مهديه