بررسی خواص نورتابی نقاط کوانتومی تحت تابش پرتوهای گاما جهت کاربرد در دوزیمتری

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

2 مرکز فیزیک نظری، تریست، ایتالیا

3 گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

چکیده

در این پژوهش برای اولین بار مشخصات نوری نقاط کوانتومی کادمیوم سولفید و کربن تحت تاثیر تابش دهی گاما مورد بررسی قرار گرفت. نقاط کوانتومی کادمیوم سولفید به روشی سریع، ساده، کم هزینه و محلول در آب با استفاده از تابش ریزموج و نقاط کوانتومی کربن به روش هیدروترمال سنتز شدند. این نقاط کوانتومی به صورت لایه نازک و محلول در آب تحت تابش چشمه گامای کبالت-60 برای دوزهای مختلف در بازه kGy 20 – 0 قرار گرفتند. نتایج نشان داد که شدت فتولومینسانس با افزایش دوز چشمه گاما کاهش می‌یابد. برای نقاط کوانتومی CdS که با یک پلیمر به عنوان ماده زمینه روی شیشه لایه نشانی شده بودند یک رابطه خطی بین شدت فتولومینسانس و لگاریتم دوز برقرار شد. با استفاده از عکس میکروسکوپ الکترونی گذاری اندازه نقاط کوانتومی CdS حدود nm 4/3 بدست آمد. پاسخ فلورسانس نقاط کوانتومی تحت تابش پرتوهای گاما سبب می‌شود که بتوان از این نقاط کوانتومی به عنوان دوزیمتری جدید استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optical properties, Quantum Dots, Gamma irradiation, Dosimetry, CdS, CQD

نویسندگان [English]

  • E. Assar 1
  • H. Alehdaghi 1
  • B. Azadegan 1
  • A. A. Mowlavi 1 2
  • J . Baedi 1
  • B. Maleki 3
1 Department of Physics, School of Scinces, University of Hakim Sabzevari, Sabzevar
2 Department of Physics, School of Scinces, University of Hakim Sabzevari, Sabzevar
3 Department of Chemistry, School of Scinces, University of Hakim Sabzevari, Sabzevar
چکیده [English]

Herein, the optical properties of CdS and Carbon quantum dots QDs for the first time under gamma irradiation was studied. The CdS QDs were synthesized by a rapid, facile and low cost microwave assisted method and carbon QDs extracted from orange juice by hydrothermal method. The samples were exposure by gamma ray with source of Co-60 within 0-20 kGy. The results showed that gamma irradiation suppress the photoluminescence PL intensity of QDs. A linear relation between PL intensity and logarithmic dose of gamma was found for the matrixed CdS QDs deposited top of glass. The initial size of CdS QDs was indicated about 3.4 nm by transmission electron microscopy TEM. For water-soluble CdS QDs and powdered carbon QDS, PL intensity was decreased as dose of 20 kGy gamma irradiation. These results shows that the luminescent nanostructure can be a new candidate for dosimetry.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optical Properties
  • Quantum dots
  • Gamma irradiation
  • Dosimetry
  • CdS
  • CQD
[1]G. Gaur, D. Koktysh, D.M. Fleetwood, R.A.Weller, R A Reed, B Rogers, and S M Weiss.Influence of Ionizing Radiation and the Role of Thiol Ligands, ACS Appl. Mater. Interfaces, 8, 7869–7876, 2016.
[2] P. Juzenas, W. Chen, Y.P. Sun, M.A.N. Coelho, R Generalov, N Generalova, I.L. Christensen,Quantum Dots and Nanoparticles for Photodynamicand Radiation Therapies of Cancer”, Adv. DrugDeliv. Rev., 60, 1600–1614, 2008.
[3] R.Z. Stodilka, , J.J. L.Carson, K. Yu, Md. B Zaman, C. Li, D Wilkinson ; “Optical Degradationof CdSe/ZnS Quantum Dots upon Gamma-RayIrradiation”; J. Phys. Chem. C, 113, 2580–2585, 2009.
[4] S.E. Letant, T.F. Wang, SemiconductorQuantum Dot Scintillation underγ-Ray Irradiation,Nano Lett., 6, 2877–2880, 2006.
 
 [5]N.J. Withers, K. Sankar, B.A. Akins, T.A.Memon, T. Gu, J. Gu, et all, Rapid degradationof CdSe/ZnS colloidal quantum dots exposed to gamma irr adiation, Appl. Phys. Lett. 9, 173101, 2008.
[6] F. Jafari-Soghieh, B. Maleki, H. Behniafar,Effect of Dendrimer-Fnctionalized Magnetic Iron Oxide Nanoparticles on Improving Thermaland Mechanical Properties of DGEBA/IPD Epoxy Networks, High Perform. Polym., 31, 24-31, 2019.
[7] S Sahu , B Behera, T K. Maiti, S Mohapatra,SimpleOne-StepSynthesisof HighlyLuminescent Carbon Dots FromOrange Juice:Application as Excellent Bio-Imaging Agents,44TChem. Commun.44T, 44T4844T, 8835-8837, 2012.
[8] H. Alehdaghi, M. Marandi, M. Molaei, A. Irajizad, N. Taghavinia, Facile Synthesis of GradientAlloyedZnxCd1-xS NanocrystalsUsing a Microwave-Assisted Method, J ALLOYCOMPD, 586, 380–384, 2014.
[9] M. Molaei, E. Saievar Iranizad, M. Marandi, N. Taghavinia, R. Amrollahi, Synthesis of CdSNanocrystals by a Microwave Activated Method and Investigation of The Photoluminescence andElectroluminescence Properties, Appl. Surf.Sci., 257, 9796–9801, 2011.
[10] Z. Tian, X. Zhang, D. Li, D. Zhou, P. Jing, D. Shen, S. Qu, R. Zboril, A.L. Rogach, FullColor Inorganic Carbon Dot Phosphors for WhiteLightEmittingDiodes, Adv. Opt.Mater., 5, 1700416, 2017.
[11] Z.L. Wu, M.X. Gao, T.T. Wang, X.Y. Wan,L.L. Zheng, C.Z. Huang, A general quantitativepH sensor developed with dicyandiamide N-doped high quantum yield graphene quantumdots, Nanoscale, 6, 3868-3874, 2014.
[12]R.K.Das, S. Mohapatra,Highlyluminescent, heteroatom-doped carbon quantumdots for ultrasensitive sensing of glucosamineand targeted imaging of liver cancer cells,Journal of Materials Chemistry B, 5, 2190-2197, 2017