رشد و مشخصه يابي ساختارهاي نامتجانس يك بعدي

دانشگاه ولي عصر(عج) رفسنجان

كارشناسي ارشد

در كار حاضر، ساختارهاي نامتجانس دو‌تايي فلز – نيمرسانا Ag- نانوميله‌هايZnO (ZnONRs/Ag)، نيمرسانا – نيمرسانا CuSe – نانوميله‌هاي ZnO (ZnO NRs/CuSe)، و ساختار سه‌تايي نيمرسانا – فلز – نيمرسانا CuSe – Ag – نانوميله‌هاي ZnO (ZnONRs/Ag/CuSe) نهشت داده مي‌شوند. فرآيند تشكيل به ترتيب شامل؛ رشد آرايه‌ نانوميله‌ها به روش شيميايي تر دما پايين بر لايه‌ جوانه‌زني ZnO، نهشت فيلم نازك Ag با كندوپاش مگنتروني DC و نهشت فيلم نازك CuSe با تبخير حرارتي مي‌باشد. اثر نوع پيوند، عمليات حرارتي ضخامت فيلم نازك Ag بر روي ويژگي‌هاي ساختاري، ريختي و شيميايي، اپتيكي، فوتوكاتاليستي و ترابردي به ترتيب به وسيله پراش‌سنجي پرتوX (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي – گسيل ميداني/ طيف‌سنجي پرتو ايكس (FE-SEM / EDX)، طيف‌سنجي جذبي UV-Vis – near-IR و اندازه‌گيري جريان – ولتاژ بررسي مي‌شود. ارتفاع، قطر ميانگين و چگالي نانو‌ميله‌هاي به شدت هم‌راستا بر لايه جوانه‌زني ZnO به ترتيب nm160، nm52 و rods/µm2 290 مي‌باشد. انرژي گاف‌نواري ساختار نامتجانس ZnO NRs/Ag به مقدار eV18/3 در قياس با مقدار eV29/3 براي ZnO NRs خالص مي‌رسد. در اثر افزايش ضخامت فيلم نازك Ag از nm15 به nm 50 در پيوند ZnO NRs/Ag، مدت زمان كاهش رودامينB (RhB) در معرض تابش نور مرئي – فرابنفش از 120 دقيقه به نصف آن (min60) كاهش مي‌دهد. در پيوند دوتايي ZnO NRs/CuSe انرژي گاف‌نواري به eV96/1 در قياس مقدار eV29/3 براي ZnO NRs خالص مي‌رسد. بعد از گذشت 80 دقيقه در معرض تابش نور مرئي – فرابفش، ساختار نامتجانس ZnO NRs/CuSe منجر به بي‌رنگي RhB مي‌گردد. در ساختار نامتجانس سه‌تايي ZnO NRs/Ag/CuSe، گاف‌نواري به مقدار eV93/1 و eV87/1 به ترتيب براي دو ضخامت Ag، nm10 و nm 15 مي‌رسد كه جذب در ناحيه مرئي نسبت به دو ساختار نامتجانس دوتايي ZnO NRs/Ag و ZnO NRs/CuSe بيشتر مي‌گردد. همين‌طور تشديد پلاسموني سطحي Ag در ناحيه مرئي و فروسرخ نزديك در اين ساختار ظاهر مي‌شود كه امكان ديگري براي بهره جستن از انرژي نوراني است. فعاليت فوتوكاتاليستي ZnO NRs/Ag/CuSe نسبت به ساختار دوتايي ZnO NRs/Ag و ZnO NRs/CuSe قوي‌تر است و مدت زمان كاهش RhB در معرض نور مرئي – فرابنفش به 40 دقيقه در مجاورت اين پيوند مي‌رسد. پيوند ZnO NRs/Ag/CuSe داراي رفتار ديودي و يكسوسازي در حالت تاريك و تحت تابش (AM5/1) از خود نشان مي‌دهد.

54207

دانشگاه وليعصر رفسنجان

نانو فيزيك

علي رحمتي