انرژي - پايان‌نامه

تاریخ درج : 86/10/28

تعداد بازدید : 530

معرفي پايان‌نامه:رشد و بررسي خاصيت نورتابي نانوذرات نيمه‌رساناي CdS: Mn


دانشجو: مازيار مرندي
استاد راهنما: دکتر اعظم ايرجي‌زاد
استاد راهنماي همکار: دکتر نيما تقوي‌نيا
دانشگاه: صنعتي شريف
مقطع: دکتري
تاريخ شروع: 1383
تاريخ اتمام: 1386
 
خواص منحصربه‌فرد نانوذرات نيمه‌رسانا، که ناشي از اندازه کوچک و نسبت سطح به حجم زياد است، آنها را در معرض توجه زيادي قرار داده‌است. يکي از مهم‌ترين خواص نانوذرات نيمه‌رسانا خاصيت اپتيکي آنهاست. به‌علت كوچك‌تر بودن اندازه آنها از طول موج نور مرئي، مطالعه اين ذرات در محلول يا در محيط‌هاي شفاف آسان است، همچنين نانوذرات با غير فعال‌سازي سطحشان نورتابي پرشدتي را نشان مي‌دهند.
در اين تحقيق، ناخالص‌سازي و بررسي خواص نورتابي نانوذرات CdS ـ به‌عنوان يکي از مهم‌ترين نيمه‌رساناهاي II-VI انجام گرفته‌است.
از روش‌هاي متنوعي شامل روش شيميايي، فوتوشيميايي، ترموشيميايي و مايسل معکوس براي رشد اين نانوذرات باستفاده شده ‌است كه در تمام آن‌ها، مولکول‌هاي تيول به‌عنوان عامل پوششي و محدود‌کننده رشد مورد استفاده قرار گرفت.
در روش شيميايي، کنترل غلظت عامل پوششي مرکاپتواتانول، منجر به رشد ذراتي با اندازه‌هايي در محدوده سه تا شش نانومتر گرديد. در روش فوتوشيميايي از ماده تيوسولفات سديم(Na2S2O3) به‌عنوان منبع S استفاده شد؛ اين ماده در اثر تابش نور UV تجزيه ‌و در حضور ديگر مواد اوليه منجر به توليد نانوذرات مي‌شد. در اين روش زمان‌ها و شدت‌هاي نوردهي بيشتر به رشد نانوذرات بزرگ‌تري مي‌انجاميد و استفاده از آن نانوذراتي را در محدوده ‌اندازه‌هاي دو تا شش نانومتر به‌دست داد. استفاده از مواد اوليه شامل Na2S2O3 در حضور تيوگليسرول امکان انجام واکنش در غياب نورUV، با آهنگي بسيار آهسته را فراهم کرد. اين واکنش وابسته به pH محلول بوده و در دماي اتاق انجام مي‌گرفت. افزايش pH محلول منجر به کاهش آهنگ انجام واکنش مي‌شد و انجام‌پذيري واکنش در pHهاي بالاي محلول به‌دليل اثر کاتاليستي تيوگليسرول بود. فرايند رشد فوتوشيميايي که با رشد تاريکي(در غياب نور UV) کنترل‌شده دنبال مي‌شد، به تنظيم اندازه ذرات با دقتي آنگسترومي مي‌انجاميد. رشد به روش مايسل معکوس هم قابليت تهيه نانوذرات با اندازه‌هايي به کوچکي سه تا پنج نانومتر را نشان مي‌داد. استفاده از پليمر PVA در ساخت نانوکامپوزيت‌هاي CdS: Mn/PVA، نشان داد که ذرات در اين ساختار خواص ساختاري و نورتابي خود را براي مدت‌هاي طولاني حفظ مي‌کنند. رشد تاريکي در دماي اتاق و در pHهاي بالا به‌منظور رشد و ناخالص‌سازي ذرات با يون‌هاي Mn استفاده شد. فرايند رشد در نسبت‌هاي بالاي Mn: Cd=10 و در طي يک فرايند خود-کنترل به تهيه نانوذرات هسته-پوسته CdS: Mn/Mn (OH)2 انجاميد. اين نانوذرات داراي نورتابي به رنگ قرمز و درطول موج 640 نانومتر بودند که به حضور زوج Mn در ساختار نسبت داده شد. آهنگ کم رشد تاريکي در دماي اتاق با افزايش دماي رشد، افزايش مي‌يافت. از اين رشد تحريک‌شده به‌وسيلة گرما(ترموشيميايي) در دماي 96 درجه سانتيگراد براي تهيه نانوذرات CdS: Mn استفاده شد. نتايج نشان‌دهنده شراکت مؤثر يون‌هاي Mn در ساختار نانوذرات بود. تغييرات نورتابي ذرات با افزايش زمان حرارت‌دهي نيز نشان‌دهنده بازشکل‌گيري ذرات در زمان‌هاي طولاني و بازگشت يون‌هاي منگنز به داخل محلول بود. اين فرايند به کاهش نورتابي و اشباع آن در مقداري ثابت در زمان‌هاي بالاتر حرارت‌دهي مي‌انجاميد.
نتايج اين تحقيق به صورت چهار مقاله پذيرفته‌شده ‌و دو مقاله در دست بررسي ISI، ارائه شده‌است.
 

اين خبر در ماهنامه شماره 124 به چاپ رسيده است

دبيرخانه ستاد

مهلت ارسال نظر در ارتباط با این خبر به پایان رسیده است!