بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش نانو سیم هاي اکسیدروي با خواص ساختاري بالا از طریق اکسیداسیون حرارتی لایه هاي نازك Zn فلزي رشد داده شدند. فیلم هاي Zn با ضخامت 250 نانومتر با استفاده از تکنیک تبخیر در خلاء بر روي زیرلایه شیشه لایه نشانی گردیدند. فشار محفظه خلاء 10-5 Torr بود. جهت رشد نانوسیم هاي اکسید روي،
فیلم هاي Zn لایه نشانی شده به مدت 30 دقیقه، 1ساعت و 3 ساعت در دماي 6000C در محیط هوا با استفاده از یک کوره افقی اکسید شدند. مورفولوژي سطح نمونه ها با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص گردید و نتایج نشان داد که با افزایش مدت زمان فرآیند اکسیداسیون، میزان شکل گیري و ابعاد نانو سیم هاي اکسید روي افزایش می یابد. در طیف EDX نمونه ها به جزء اکسیژن و روي عنصر دیگري یافت نشد که نشان دهنده خلوص بالاي نانوسیم هاي اکسید روي رشد یافته است. نتایج حاصل از آنالیز XRD همچنین نشان داد نانو سیم هاي اکسید روي داراي ساختار ورتسایت با پیک ترجیحی قوي (002) اکسید روي می باشد.
مقدمه
اکسید روي یک نیمرساناي نوع n است که با توجه به خواص ویژه از جمله گاف انرژي پهن و مستقیم (3/37eV) و انرژي بستگی اکسایتونی بالا (60meV)، داراي کاربردهاي فراوانی در
سنسورهاي گازي، سلول هاي خورشیدي، الکترودهاي رساناي شفاف و آشکار کننده هاي نور فرابنفش می باشد .[1]
نانوساختارهاي یک بعدي اکسید روي به ویژه نانو سیم ها و نانو میله ها بدلیل اینکه کاندید مناسب تري براي کاربردهاي ذکر
38
شده جهت تولید وسایل نانو مقیاس جدید می باشند، توجه محققان زیادي را به خود جلب کرده اند .[2]
جهت رشد نانو سیم هاي اکسید روي تکنیک هاي مختلفی به مانند لایه نشانی بخار شیمیایی [3]، لایه نشانی لیزر پالسی [4]،
سل- ژل [5] و اسپري پیرولیزز [6] استفاده شده است. روش ساده و کارآمد دیگري که کمتر براي تهیه نانو ساختارهاي اکسید روي مورد استفاده قرار گرفته است، اکسیداسیون حرارتی فیلم هاي نازك Zn فلزي در محیط هاي اکسیژن است .[7] وانگ و همکارانش لایه هاي نازك با کیفیت بالا اکسید روي را از طریق اکسیداسیون گرمایی فیلم هاي Zn فلزي در هوا رشد دادند .[8] به هرجهت اکثر تحقیقات در این زمینه معطوف به رشد فیلم هاي نازك اکسید روي بوده است و تاکنون مطالعه جدي پیرامون اثر مدت زمان فرآیند اکسیداسیون لایه هاي نازك Zn فلزي بر روي رشد نانو سیم هاي اکسید روي در محیط هوا گزارش نشده است.
در این پژوهش نانوسیم هاي اکسید روي با کیفیـت سـاختاري بالا توسط تکنیک اکسیداسیون حرارتی لایه هاي نازك Zn فلزي با ضخامت 250 نانومتر به مدت 30دقیقه، 1سـاعت و 3 سـاعت در محیط هوا رشد داده شد.
