نانومقیاس

نانومقیاس

اثر نوع گاز بر روی مورفولوژی و شکل نانوذرات سیلیکونی ساخته شده با استفاده از پلاسمای فشار اتمسفر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران-ایران
10.22034/ns.2026.2086245.1424
چکیده
در این مقاله، تاثیر گاز متان و استفاده از پلاسمای ثانویه روی ساخت نانوذرات سیلیکونی با استفاده از پلاسما مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات ساخته شده در دو حالت شامل حضور و عدم حضور متان تولید شدند و تغییرات ساختاری آن‌ها بلافاصله پس از تولید و ۲۰ دقیقه پس از آن با استفاده از طیف‌سنجی رامان و طیف‌سنجی مادون‌قرمز تبدیل فوریه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که نانوذرات تولیدی در هر دو حالت در لحظه تولید دارای ساختار نانوبلورین بوده و اثر محبوس‌شدگی فونونی موجب جابجایی و پهن‌شدن پیک فونونی سیلیکون نسبت به مرجع بلوری می‌شود. با این حال، در نمونه‌های بدون متان، طیف رامان برای سیلیکون پس از گذشت ۲۰ دقیقه به‌طور قابل‌توجهی تضعیف شد، در حالی‌که در نمونه‌های تولیدی در حضور متان، پاسخ رامانی سیلیکون حفظ می‌گردد. این نتایج نشان می‌دهد که متان در پلاسمای ثانویه نقش کلیدی در مهندسی شیمی سطح و افزایش پایداری زمانی نانوذرات سیلیکونی ایفا می‌کند و می‌تواند به‌عنوان یک راهکار مؤثر برای تولید نانوذرات سیلیکونی پایدار و قابل‌کاربرد مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of Gas Type on the Morphology and Shape of Nanoparticles Synthesized Using Atmospheric-Pressure Plasma

نویسنده English

Zohreh Dehghani
Plasma and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
چکیده English

In this study, the synthesis of silicon nanoparticles in a plasma system was investigated with a particular focus on the role of methane in the secondary plasma and its influence on the structural characteristics and temporal stability of the nanoparticles. Silicon nanoparticles were synthesized under two different conditions, namely with and without methane injection, and their structural evolution was analyzed immediately after synthesis and 20 minutes later using Raman spectroscopy (532 nm excitation) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). Raman results revealed that nanoparticles synthesized under both conditions exhibit a nanocrystalline structure at the initial stage, as evidenced by the red-shift and broadening of the silicon optical phonon peak relative to bulk crystalline silicon, indicating pronounced phonon confinement effects. However, in the absence of methane, the Raman signature of silicon was significantly weakened after 20 minutes, whereas it was well preserved in the methane-assisted samples. These results indicate that methane plays a key role in surface chemistry engineering and significantly enhances the temporal stability of plasma-synthesized silicon nanoparticles, providing an efficient strategy for producing stable silicon nanomaterials for advanced applications.

کلیدواژه‌ها English

Silicon nanoparticles
Secondary plasma
Methane Gas
Raman spectroscopy
Surface chemistry

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 10 مرداد 1405

  • تاریخ دریافت 02 اسفند 1404
  • تاریخ بازنگری 15 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 10 مرداد 1405