فهرست

بررسی اثر غلظت ناخالصی آلومینیوم بر خواص اپتیکی نانو کریستال‌های اکسید‌روی

نشریه: پاییز1393 - مقاله 7   صفحات :  193 تا 201



مولفین:
بابک عفافی: دانشگاه خوارزمی - فیزیک
محمد امین آبرومند: دانشگاه خوارزمی - دانشکده فیزیک
مرتضی ساسانی قمصری: مرکز تحقیقات اپتیک و لیزر تهران - مرکز تحقیقات اپتیک و لیزر تهران


چکیده مقاله:

در اين پژوهش، روش تهیه سل غلیظ و پایدار اکسید‌روی با غلظت 2 مولار مورد بررسی قرار گرفته است. این غلظت نقش بسیار اساسی در تهیه لایه‌های نازک یکنواخت ایفا می‌کند. به منظور بهبود خواص اپتیکی، اتم‌های ناخالصی آلومینیوم با درصدهای وزنی مختلف به سل پایدار افزوده می‌شود که برای دست‌یابی به این مهم از پیش ماده‌ی استات روی دوآبه ، استات آلومینیوم بدون آب و تری اتانول آمین (TEA) به عنوان تنها پایدار کننده استفاده گردیده است. میزان ناخالصی آلومینیوم در محلول با 4 غلظت متفاوت از 0.5% تا 2% وزن اتمی مورد استفاده قرار گرفته است. خواص اپتیکی نانو ذرات اکسید‌روی در حضور ناخالصی آلومینیوم در این محلول با محاسبه گاف انرژی و سایز ذرات از روی طیف جذبی و بررسی نشر نور با استفاده از طیف لومینسانس مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.


Article's English abstract:

In this research, preparation method of a stable and concentrated sol of 2 molar Zinc Oxide solution is investigated. this concentration play an essential role during the thin fim preparing. In order to improving the optical properties, Aluminium impurity with diffrent weight percentages has been added to the stable sol. Obtaining this aim, Zinc acetate dehydrate, zaluminium acetate and TEA as the only stabilizer are used as the important precursors. Aluminium impurities with four diffrent concentrations ranging from 0.5% to 2% of atomic weight were used. Optical properties of Zinc oxide nanoparticles in presence of aluminium impurity were analyzed by calculating the band gap and size of particles from absorption spectrum and photoluminsence characterization.


کلید واژگان:
سل غلیظ، اکسید‌روی، ناخالصی آلومینیوم، سل-ژل.

English Keywords:
Concentrated sol, Zinc Oxide, Aluminium impurity, Sol-gel

منابع:

English References:
[1] D. J. Norris, A. L. Efros, and S. C.[]Erwin, Doped nanocrystals, Science, 319(2008), 1776. [2] D. Mocatta, G. Cohen, J. Schattner, O. Millo, E. Rabani, and U. Banin, Heavily doped semiconductor nanocrystal quantum dots, Science, 332(2011), 77. [3] D. C. Look, J. W. Hemsky, and J. R. Sizelove, Residual Native Shallow Donor in ZnO, Phys. Rev. Lett.,82(1999), 2552. [4] E. M. Likovich, R. Jaramillo, K. J. Russell, S. Ramanathan, and V. Narayanamurti, Scanning tunneling microscope investigation of local density of states in Al-doped ZnO thin films, Phys. Rev. B, 83(2011), 075430. [5] E. Badaeva, Y. Feng, D. R. Gamelin, and X. S. Li, Investigation of pure and Co2+-doped ZnO quantum dot electronic structures using the density functional theory: choosing the right functiona New J. Phys., 10(2008), 055013. [6] Y. Z. Jin, J. P. Wang, B. Q. Sun, J. C. Blakesley, and N. C. Greenham, Solution-Processed Ultraviolet Photodetectors Based on Colloidal ZnO Nanoparticles, Nano Lett., 8(2008), 1649. [7] B. N. Pawar, G. Cai, D. Ham, R. S. Mane, T. Ganesh, A. Ghule, R.Sharma, K. D. Jadhava, and S. H. Han, Preparation of transparent and conducting boron-doped ZnO electrode for its application in dye-sensitized solar cells Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 93(2009) , 524. [8] M. Gab´as , P. Torelli , N. T. Barrett , M. Sacchi , F. Bruneval and Y. Cui, Direct observation of Al-doping-induced electronic states in the valence band and band gap of ZnO films, Phys. Rev. B, 84(2011), 153303. [9] M.M. Ba-Abbad ,A.H. Kadhum, A. Mohamad, M.S.Takriff, K.Sopian, The effect of process parameters on the size of ZnO nanoparticles synthesized via the sol–gel technique, Journal of Alloys and Compounds, 550(2013), 63. [10] Dutta, S. Mridha, D. Basak, Effect of sol concentration on the properties of ZnO thin films prepared by sol–gel technique, Appl.Surf.Sci., 254(2008), 2743. [11] B. Efafi, M.SasaniGhamsari, M.A.Aberoumand, M.H.MajlesAra, H.Hojati, Highly concentrated ZnO sol with ultra-strong green emission, Mater.Lett., 111(2013), 78. [12] H. H. Willard , J. A. Dean, Polarographic Determination of Aluminum, Anal. Chem., 22(1950), 1264. [13] J.D. Kubicki, G.A. Blake, S.E. Apitz, Molecular orbital models of aqueous aluminum-acetate complexes, Geochimica et Cosmochimica Acta, 24(1996), 4897. [14]Xu H. Chin W.S.-Yong Z. Wee-A.T.S. Liu, T. Local, Local Structural Evolution of Co-Doped ZnO Nanoparticles [15] upon Calcination Studied by in Situ Quick-Scan XAFS, J.Physical Chemistry C, 112(2008), 3489. [16] A. E. Jimenez-Gonzalez, Jose A. Soto Urueta, and R. SuarezParra., Floating zone growth and high-temperature hardness of NbB2 and TaB2 single crystals, J.Crystal Growth, 192(1998), 430. [17] Hlne Serier, Manuel Gaudon, and Michel Mntrier., Al-doped ZnO powdered materials: Al solubility limit and IR absorption properties, Solid State Sciences, 11(2009), 1192. [18] T.Kemmitt, B.Ingham, and R.Linklater, Optimization of Sol–Gel-Formed ZnO:Al Processing Parameters by Observation of Dopant Ion Location Using Solid-State 27Al NMR Spectrometry, J. Phys. Chem. C, 115(2011), 15031. [19] T. J. Jacobsson and T. Edvinsson, Absorption and Fluorescence Spectroscopy of Growing ZnO Quantum Dots: Size and Band Gap Correlation and Evidence of Mobile Trap States, Inorg. Chem., 50(2011), 9578. [20] Efafi, M.SasaniGhamsari, M.H.MajlesAra, Sol–gel derived AZO thin film with unusual narrow dual emission, J. Luminescence, 154(2014), 32. [21] S .T. Teklemichael and M. D. McCluskey, Acceptor and surface states of ZnO nanocrystals, Nanotechnology, 22(2011), 475703. [22] M. Wang, Y. Zhou, Y. Zhang, E. J. Kim, S. H. Hahn, NearInfrared Photoluminescence From ZnO, Appl. Phys. Lett., 100(2012), 101906. [23] A.G. Joshi, S. Sahai, N. Gandhi, Y.G. Radha Krishna and D. Haranath, Valence band and core-level analysis of highly luminescent ZnO nanocrystals, Appl. Phys. Lett., 96(2010), 123102. [24] A. Alkauskas and A. Pasquarello, Band-edge problem in the theoretical determination of defect energy levels: The O vacancy in ZnO as a benchmark case, Phys. Rev. B, 84(2011), 125206.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 2297
تعداد دریافت فایل مقاله : 56