بخشی از مقاله
چکیده
در اینجا ما یک روش ترکیبی فوتوشیمیایی- شیمیایی را گزارش می کنیم که توانایی کنترل اندازه نانوذرات CdS را با دقت آنگسترومی فراهم می کند. Na2S2O3 به عنوان ماده حساس به نور UV و تیوگلیسرول C3H8O2S به عنوان عامل محدود کننده رشد استفاده شده اند. رشد فوتوشیمیایی نانوذرات CdS به همراه رشد تاریکی آنها در pH هاي مختلف بررسی شده است و مدلی براي توجیه فرآیند رشد تاریکی ارایه شده است. در نهایت با استفاده از رشد فوتوشیمیایی و به دنبال آن رشد تاریکی ذرات در شرایط خاص اندازه نانوذرات CdS با دقت آنگسترومی کنترل میشود.
مقدمه
نانوذرات نیمه رسانا داراي خواص اپتوالکترونیکی وابسته به اندازههستند. با کنترل و تغییر اندازه ذرات می توان شرایط بهینه را به منظور استفاده از خاصیت اپتوالکترونیکی مورد نظر تعیین کرد. بنابراین کنترل اندازه و شکل نانوذرات هنوز حجم زیادي از تحقیق در حوزه مواد نانومتري را به خود اختصاصروشداده است. فوتوشیمیایی یک از روشهاي رشد نانوذرات... در فاز مایع است. ما در کارقبلی خود ساخت نانوذرات CdS به روش فوتوشیمیایی را گزارش کردیم و نشان دادیم که با کنترل غلظت عامل محدود کننده رشد،مرکاپتواتانول، و همچنین شدت نور می توانیم گستره وسیعی از اندازه ها را براي این نانوذرات به دست آوریم 1]و.[2 در اینجا نشان می دهیم که علاوه بر مسیر فوتوشیمیایی براي انجام واکنش و تشکیل نانوذرات مسیري دیگر نیز وجود دارد که نیاز به تحریک نوري ندارد. با بررسی دقیق این مسیر غیر نوري و استفاده از آن در ادامه رشد فوتوشیمیایی، نانوذراتدقت CdS با آنگسترومی در اندازه ساخته می شوند.
آزمایشگاهی
براي ساخت نانوذرات CdS ، 30 ml محلول آبی شامل CdSO4 وNa2S2O3 که به ترتیب داراي غلظت هاي 1mM و 50 mM هستند به همراه 20 ml ماده محدود کننده رشد سطحی، تیو گلیسرول، با غلظت 0.5 M استفاده شده است. Na2S2O3 ماده حساس به نور UV است که یونهاي S مورد نیاز در فرایند رشد را تامین میکند. در رشد فوتوشیمیایی نانوذرات pH نمونه ها در عدد 4 CdSO4 و Na2S2O3 به وجود میآیند. Na2S2O3 ماده اي تنظیم و براي نوردهی از یک لامپ 80 W جیوه که 9cm بالاي حساس به نور UV است که با جذب آن و تولید گونه هاي S سطح محلول قرار گرفته بود استفاده شد. در بررسی رشد تاریکی شرایط را براي تشکیل ماده CdS فراهم میکند.[3] بنابراین با نانوذرات pH هاي در محدوده 4 تا 8 مورد بررسی قرار گرفت.
استفاده از ماده محدود کننده رشد سطحی،که در اینجا تیو بررسیهاي اپتیکی با استفادهاز دستگاه طیف سنج Jasco V-530 گلیسرول می باشد، و کنترل سایر عوامل مؤثر بر رشد می توان
انجام شد. همچنین طیف هاي پراش پرتو X بااستفاده از دستگاه نانوذرات CdS با اندازه هاي نانومتري دلخواه را ساخت. Philips MPD Xpert Pro system و تصاویر TEM با شکل 1 تصویر نمونه نانوذرات CdS را نشان می دهد که به روش استفاده از دستگاه Philips CM200 انجام شد.
نتایج و بحث
تابع توزیع اندازه ذرات داراي یک بیشینه در حدود 1.8 نانوذرات CdS از یک واکنش تحریک شده به وسیله نور بین nm است و نانوذرات کروي شکل هستند. همچنین طرح پراش هستند. بنابراین مشاهده می کنیم که اندازه ذرات با افزایش زمان نوردهی در مرحله ساخت افزایش می یابند. علاوه بر مسیر اپتیکی انجام واکنش مسیر دیگري نیز وجود دارد که نیاز به تحریک نوري ندارد. این مسیر کاملا وابسته به pH است. یونهاي H+ باعث تجزیه S2O32- و تولید گونه هاي S می شوند که براي انجام واکنش و تشکیل CdS نیاز است .
جدید عدم توقف واکنش در pH هاي بالاتر از 5,5 و تا حدود pH برار 8,3 است. براي استفده از فرایند رشد تاریکی نانوذرات نیاز به بررسی آن در pH هاي مختلف و تفسیر نتایج می باشد. شکل 4 و شکل 5 تحول زمانی منحنی هاي عبور اپتیکی نمونه هایی را نشان می دهد که داراي pHهاي متفاوت می باشند. از منحنی هاي نشان داده شده در شکل 4 می توان استنباط کرد که آهنگ امجام فرایند رشد تاریکی با افزایش pH نمونه کاهش می یابد. علاوه بر آن منحنی هاي عبور اپتیکی شکل 5 که مربوط به نمونه هاي با 7,5 pHو8 است ارتفاع لبه جذب کوتاه و جابجایی انرژي زیادي در مقایسه با نمونه هاي با pH برابر 6و7 دارند. لبه جذب کوتاه نشان دهنده مقدار کم ماده تشکیل شده است و جابجایی زیاد لبه جذب معادل با تغییر زیاد اندازه و بنابراین می توان نتیجه گرفت که در pH برابر 8 و تاحدودي در pH برابر 7,5 هسته بندي جدیدي صورت نمیگیرد و فقط هسته بندي هاي اولیه بزرگ میشوند.
