فهرست

تهیه و بررسی خواص نانو بلورهای اکسیدروی آلائیده به عنصر گالیم با قابلیت کاربردهای فوتونیکی

نشریه: پاییز ۱۳۹۷ - مقاله 9   صفحات :  265 تا 271



کد مقاله:
nm-548

مولفین:
ساناز علمداری
مجید جعفر تفرشی: دانشگاه سمنان - دانشکده فیزیک
مرتضی ساسانی قمصری


چکیده مقاله:

در این تحقیق ابتدا نانو ذرات کلوئیدی اکسید روی آلائیده به عنصرگالیم با استفاده از روش ساده سل ژل تهیه و پس از تبدیل به پودر خواص نوری آن مورد مطالعه قرار گرفت. خواص اپتیکی سل به کمک طیف سنجی جذبی- عبوری و تابناکی و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز بررسی شد. نمونه کلوئیدی تهیه شده دارای قابلیت تابناکی آبی در دمای اتاق بوده که تاکنون گزارش نشده است. همچنین، بررسی¬ها نشان دادند، نانوذرات اکسید روی آلائیده به عنصرگالیم نیز دارای خاصیت نورتابی مناسب در ناحیه طول موجهای مرئی بوده که میتواند گزینه مناسبی برای کاربردهای فوتونیکی باشد. ساختار بلوری و ریخت¬شناسی نانوذرات سنتزشده توسط مشخصه-یابی¬های مختلفی از جمله شامل پراش پرتوی ایکس، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM و میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM بررسی شد. الگوهای پراش پرتوی ایکس نشان دادند که نمونه تهیه شده دارای ساختار ورتزایت منطبق با تمام صفحات بلوری اکسیدروی بدون هیچ قله اضافی میباشند. اندازه ذرات با استفاده از نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری و روبشی بترتیب حدود 35 الی 55 نانومتر تخمین زده شد. همچنین حضور گالیم در ساختار توسط مشخصه یابی¬ طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس تایید شد.


Article's English abstract:

In this study, gallium doped zinc oxide GZO nanocrystals were prepared by a simple sol-gel route. As-prepared GZO sol was characterized using UV–Vis absorption and photoluminescence PL spectroscopy, FTIR. The GZO nanopowders were prepared by drying of the sol and characterized using X-ray diffraction analysis XRD, transmission electron microscopy TEM, and scanning electron microscopy SEM. The results showed that the prepared nanoparticles have a good luminescence property in the visible area that has not been reported before. In addition, X-ray diffraction analysis showed that the samples had a hexagonal structure. The synthesized colloidal sample has strong blue light emission that was not reported before. The presence of gallium, zinc and related bonds in the structure was confirmed by EDAX and FTIR characterization. Studies showed that GZO nanocrystals can be a good candidate for nuclear detection, LEDs and optoelectronic devices.


کلید واژگان:
سل-ژل، نانوبلور، الایش، اکسید روی، یون گالیم، خواص تابناکی

English Keywords:
Sol-gel, Nanocrystal, ZnO, Doping, Ga, Luminescence.

منابع:

English References:
[1] M. Sasani Ghamsari, S. Alamdari, W. Han, H.H Park, “Impact of nanostructured thin ZnO film in ultraviolet protection”, Int. J. Nanomedicine 12, 207–216, 2017. [2] M. Sasani Ghamsari, M. Vafaee, “Sol–gel derived zinc oxide buffer layer for use in random laser media”, Mater. Lett. 62, 1754–1756, 2007. [3] S. Alamdari, M. Jafar Tafreshi, M. Sasani Ghamsari, “The effects of indium precursors on the structural, optical and electrical properties of nanostructured thin ZnO films”, Mater. Lett. 197, 94–97, 2017. [4] S. Alamdari, M. Sasani Ghamsari, M.H. Majles Ara, B. Efafi, “Highly concentrated IZO colloidal nanocrystals with blue/orange/red three-colors emission”, Mater. Lett. 158, 202–204, 2015. [5] A. B. Djurisic, A. M. C. Ng, X. Y. Chen, “ZnO nanostructures for optoelectronics: material properties and device applications”, Prog. Quant. Electron. 34, 191-259, 2010. [6] S.-G. Mei, J.-L. Wang, K. Yong, G.-L. Zhang, Y.-Q. Li, “Preparation and characterization of Gallium doped ZnO/Epoxy composite as thermal-insulating coating”, Asian J. Chem. 24, 2210-2212, 2012. [7] H.J. Ko, Y.F. Chen, S.K. Hong, H. Wenisch, T. Yao, D.C. Look, “Ga-doped ZnO films grown on GaN templates by plasma-assisted molecular-beam epitaxy”, Appl. Phys. Lett. 77, 3761-3763, 2000. [8] M. -C. Jun, S.-U. Park, J.-H. Koh,” Comparative studies of Al-doped ZnO and Ga-doped ZnO transparent conducting oxide thin films”, Nanoscale Res. Lett. 7, 639, 2012. [9] H. Nanto, M. Sato, Y. Miyamoto, K. Hirasawa, Y. Takei, T. Yanagida, T. Nakamura, M. Katagiri, “Luminescence properties of impurity-doped zinc oxide phosphor for novel neutron detection”, Sensors and Materials, 28, 905-916, 2016. [10] R. M. Turtos, S. Gundacker, M.T. Lucchini, L. Prochazkova, V. Cuba, H. Buresova, J. Mrazek, M. Nikl, P. Lecoq, E. Auffray, “Timing performance of ZnO: Ga nanopowder composite scintillators”, Phys. Status Solidi (RRL), 10, 843–847, 2016. [11] H. Buresova, L. Prochazkova, R.M. Turtos, V. Jary, E. Mihokova, A. Beitlerova, R. Pjatkan, S. Gundacker, E. Auffray, P. Lecoq, M. Nikl, V. Cuba, “Preparation and luminescence properties of ZnO: Ga–polystyrene composite scintillator”, Opt. Exp. 24, 15289, 2016. [12] P. Rodnyi, Boca Raton, FL, “Physical processes in inorganic scintillators”, CRC Press, 1, 1–51, 1991. [13] A. Wood, M. Giersig, M. Hilgendorff, A. Vilas Campos, L. M. Liz-Marzan and P. Malvaney, “Size effects in ZnO: The cluster to quantum dot transition”, Aust. J. Chem, 56, 1051-1057, 2013. [14] M. R. Gaeeni, M. Tohidian, M. Majles-Ara, “Green Synthesis of CdSe Colloidal Nanocrystals with Strong Green Emission by the Sol?Gel Method”, Ind. Eng. Chem. Res, 53, 7598?7603, 2014. [15] A. Alkauskas, 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, 1-11, 2011. [16] M. Willander, O. Nur, J.R. Sadaf, M. I. Qadir, S. Zaman, A. Zainelabdin, N. Bano, I. Hussain, “Luminescence from zinc oxide nanostructures and polymers and their hybrid devices”, Materials, 3, 2643-2667, 2010. [15] V.A. Fonoberov, V, A. Balandin, “Radiative lifetime of excitons in ZnO nanocrystals: The dead-layer effect”, Phys. Rev. B. 70, 195410, 2004. [17] A. Alkauskas, 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, 1-11, 2011. [18] M. Willander, O. Nur, J.R. Sadaf, M. I. Qadir, S. Zaman, A. Zainelabdin, N. Bano, I. Hussain, “Luminescence from zinc oxide nanostructures and polymers and their hybrid devices”, Materials, 3, 2643-2667, 2010. [19] B. Efafi, M. Sasani Ghamsari, M.A. Aberoumand, M.H. Majles Ara, A.H. Sasani Ghamsari, H. Hojati Rad,“ Aluminum doped ZnO sol–gel derived nanocrystals: Raman spectroscopy and solid solubility characterization”, Phys. Status Solidi A, 1–5, 2014. [20] Chen C, Yu B, Liu J, Dai Q, Zhu Y. “Investigation of ZnO films on Si(111) substrate grown by low energy O assisted pulse laser deposited technology”, J Mater Lett 61:2961e4, 2007.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 89
تعداد دریافت فایل مقاله : 17



طراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورکطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک