بخشی از مقاله
چکیده
نقاط کوانتومی کادمیم سلناید پایدار شده با تیوگلیکولیک اسید در محلول آبی ساخته شد. اندازه نقاط کوانتومی با تغییر زمان حرارت دهی در محدوده 1 تا 4 ساعت کنترل شد. پایداری نوری نقاط کوانتومی کادمیم سلناید با زمانهای رشد متفاوت مطالعه شد و با نقاط کوانتومی کادمیم تلوراید مقایسه شد. نتایج نشان میدهد نقاط کوانتومی کادمیم سلناید با 4 ساعت رشد دارای بیشترین پایداری نوری است.
مقدمه
نقاط کوانتومی، نانوبلورهای نیمرسانا با ابعاد کمتر از 10 نانومتر هستند . - 1 - نقاط کوانتومی به دلیل داشتن خواص الکتریکی و نوری منحصربهفرد و وابسته به اندازه - 2 - در زمینههای مختلف مانند زیستفناوری، لیزرها، قطعات اپتیکی و سلولهای خورشیدی استفادهشده است 3 - و. - 4 نقاط کوانتومی که تاکنون ساختهشدهاند دارای نورتابی با بازدهی عالی هستند که دارای جذب پهن و قابل تنظیمی با اندازهی ذرات است از طرفی در مقایسه با رنگهای آلی پایداری نوری قابلتوجهی دارند . - 5 - بهمنظور افزایش پایداری و قابلیت پخش شدن در محیطهای آبی و آلی از لیگاندهای مختلف بر روی سطح نقاط کوانتومی استفاده میشود. اما باوجود لیگاند بر روی سطح آنها ولی متأسفانه ممکن است لیگاندها با قرار گرفتن در مقابل نور بهمنظور عکسبرداری آسیب بینند - 6 - میزان تغییرات نورتابیشان میتواند به اندازه، نوع ترکیب شیمیایی نقاط کوانتومی وابسته باشد.
در میان نقاط کوانتومی، نقاط کوانتومی کادمیم تلوراید و کادمیم سلناید به دلیل بازدهی و پایداری منحصربهفرد بااهمیتترین نقاط کوانتومی بر پایهی کادمیم هستند. در این پژوهش، نقاط کوانتومی کادمیم سلناید به روش آبی ساخته شدند.نقاط کوانتومی کادمیم سلناید با زمانهای حرارت دهی 1، 2، 3 و 4 ساعت تحت تابش نور ماورای بنفش پایداری نوریشان بررسی شد و سپس با نقاط کوانتومی کادمیم تلوراید مقایسه شد.
آزمایشها
برای ساخت نقاط کوانتومی کادمیم سلناید ابتدا، به 7 ml آبمقطر، سدیم بروهیدرید - 1/85 mmol - و پودر سلنیوم mmol - - 27/7 اضافه و به مدت 3 ساعت همزده شد. سپس محلول فیلتر شد. در مرحله بعد، 46/15 mmol از تیوگلیکولیکاسید به mM 8 محلول سولفات کادمیم اضافه شد و با استفاده از سدیم هیدروکسید، pH محلول تنظیم شد. سپس محلول NaHSe ساختهشده در مرحلهی قبل به محلول کادمیم اضافهشده و در دمای 100 C حرارت داده شد. در زمانهای 1، 3،2 و 4 ساعت حرارت دهی، نمونهبرداری شد.
برای ساخت نقاط کوانتومی کادمیم تلوراید مشابه نقاط کوانتومی کادمیم سلناید عمل شد تنها بهجای پودر سلناید از پودر تلور استفاده شد. و درنهایت محلول نقاط کوانتومی به مدت 4 ساعت در دمای 100 C حرارت داده شد.
نمونهها با شرایط کاملأ یکسان تحت لامپ UV قرارگرفته و طیفهای فلورسانس و جذبشان با گذشت زمان اندازهگیری شد. در این پژوهش بهمنظور بررسی پایداری نوری نقاط کوانتومی از طیفسنج نوری Analy Tikjena Specord - 250 - و طیفسنج فلورسانس Perkin Elmer استفاده شد.
نتایج و بحث
در شکل1 طیفهای فلوئورسانس و جذب نقاط کوانتومی کادمیم سلناید با زمانهای حرارت دهی متفاوت بلافاصله بعد از ساخت را نشان میدهد. محل قلهی فلورسانس نمونههای 1، 2، 3 و 4 ساعت رشد به ترتیب در 584، 600، 611 و 587 نانومتر قرار دارد. با افزایش زمان حرارت دهی تا 3 ساعت، محل قله فلورسانس نمونهها به سمت طولموجهای قرمز جابجا شده است
- به اندازه 28 نانومتر - سپس به سمت طولموجهای آبی جابجا شده است. بیشترین میزان نورتابی مربوط به نقاط کوانتومی با 4 ساعت حرارت دهی مربوط میباشد. محل قلههای جذب نمونهها نیز با افزایش زمان حرارت دهی به سمت طولموجهای قرمز جابجا میشود که نشان میدهد که اندازه ذرات با افزایش زمان بزرگتر شدهاند.
شکل: 1 طیفهای فلوئورسانس و جذب نقاط کوانتومی کادمیم سلناید برحسب زمان رشد، به ترتیب با یک، دو، سه و چهار ساعت رشد
شکل 2 الف، طیفهای جذب و گسیل نقاط کوانتومی کادمیم سلناید با یک ساعت رشد را تحت نوردهی با گذشت زمان نشان میدهد. در این نمونه، محل قله فلورسانس نقاط کوانتومی تقرباًی ثابت است و شدت قلهها کاهش یافته است. بعد از گذشت زمان 4 ساعت نوردهی نقاط کوانتومی رسوب کرد اما بعد از 8 ساعت نوردهی، محلولکاملاً شفاف شد و نورتابی افزایش یافت. درنهایت بعد از 12 ساعت نوردهی ذرات ریزش کرده و تهنشین شدند. در این فرایند رفتار دوگانهای برای نقاط کوانتومی در مقابل پرتوهای ماورای بنفش مشاهده شد. در 4 ساعت اول، نوردهی باعث تجمع و کلوخه شدن ذرات شد. این ممکن است به خاطر جداشدن لیگاند از سطح نقاط کوانتومی تحت تابش ماورای بنفش باشد. با افزایش زمان نوردهی، امکان اتصال مجدد آنها به سطح با کسب انرژی از پرتوهای ماورای بنفش وجود داشته باشد. طیفهای فلوئورسانس و جذب نقاط کوانتومی با 3 ساعت حرارت دهی در شکل 2 ب نشان داده شده است. با افزایش نورتابی تا 8 ساعت نورتابی نقاط کوانتومی در حال کاهش هست و جذب نمونه نیز در طولموجهای بیشت از 500 نانومتر در حال افزایش است که نشان میدهد نقاط کوانتومی کلوخه شدهاند. اما بعد از 12 ساعت نوردهی، افزایش نورتابی مشاهده شد و محلول نقاط کوانتومی شفاف شد سپس مشابه با نمونه با 1 ساعت
