بخشی از مقاله
چکیده
هدف از انجام این تحقیق تهیه فیلم هاي نازك نانوساختار TiO2 می باشد که از طریق لایه نشانی غوطه وري - Dip-Coating - تهیه میشوند.محلول اولیه مورد استفاده جهت لایه نشانی از طریق هیدرولیز محلول تیتانیوم ایزوپروپکسید - TTIP - در pH هاي مختلف تهیه شد. میزان عبور دهی فیلم به عنوان پارامتر اپتیکی، توسط دستگاه فتواسپکترومتر مورد بررسی قرار گرفت. همچنین براي تعیین فاز ساختاري نمونه از طیف سنجی FTIR کمک گرفته شد.
مقدمه
فیلم نانوساختار ترکیب اکسید تیتانیم به دلایل داشتن خواص الکترواپتیکی مناسب امروزه در مواردي نظیر ساخت سنسورهاي گازي، لیزرهاي نوري،سلول هاي خورشیدي،ابزار نوري فتوالکترونیک کاربرد فراوانی پیدا کرده است .[1-7] روش هاي مختلفی براي تهیه فیلم هاي نانوساختار اکسید تیتانیوم وجود دارد که ازآنجمله می توان به روش لایه نشانی به طریقه سل ژل، کندوکاشت یونی، رسوب دهی از فازبخار - CVD - اشاره داشت .[8-12] در هر یک از روش هاي مذکور عمدتا" از مواد آغازین متعددي استفاده می شود. بعنوان مثال در روش هاي CVD عمدتا" ترکیب TiCl4،TiO2 آمورف یا محلول آبی TiOCl2 بکارگرفته می شود. در روش هاي لایه نشانی سل ژل استفاده از سل تهیه شده به روش هیدرولیز آلکوکسیدهاي تیتانیوم مرسوم می باشد 13]،.[12 واکنش هیدرولیز آلکوکسید بصورت شماتیک در زیر نشان داده شده است :[14]
تولید یک هیدروکسید آلکوکسید ناپایدار بصورت Ti - OH - x - OR - 4-x کرده و سپس واکنش دوم که به تراکم معروف است، از طریق حذف تدریجی آب یا الکل Olation - یا Oxolationبه - منجر واکنشگرها، pH محلول، دماي هیدرولیز و سایر عوامل می تواند درنهایت روي ساختار فیلم موثر باشد .[15-17] غلظت واکنشگرها و یا نسبت آب به آلکوکسید که معمولا" با w نشان داده می شود، در ساختار فیلم حاصله و به تبع آن خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن موثر است 18]،.[19 مطالعات نشان داده است براي انجام کامل عمل هیدرولیز یک نسبت 4 به بالا براي w مورد نیاز است pH .[20] محلول هیدرولیز کننده نیز نقش تعیین کننده اي در سرعت هیدرولیز دارد، تحقیقات نشان داده است که در محلول هاي اسیدي اندازه ذرات محلول حاصله کوچکتر خواهد بود، در حالیکه محیط قلیایی باعث افزایش سرعت رشد می شود .[21-23]
در میان روش هاي مختلف ، براي تهیه فیلم هاي نانو ساختار، روش لایه نشانی سل ژل از طریق غوطه وري بدلیل سادگی، تنوع و هزینه پائین عمومیت و کاربرد بیشتري دارد. در روش لایه نشانی غوطه وري زیر لایه بطور عمودي درون محلول سل ژل تهیه شده فرو برده شده و سپس طی یک سرعت ثابت بیرون کشیده می شود، بنابراین طی این فرآیند سطح آزاد ماایع از دولایهطرف روي سطح - مرزي - زیر لایه قرار می گیرد. مواد آلی طی فرآیند حرارت دهی از سطح زیر لایه جدا می شوند. وقتی که سرعت و ویسکوزیته مایع پائین است، فیلم بطور یکنواخت و طبیعی روي سطح زیر لایه قرار می گیرد. معادلات مربوط به تعادل نیروي وزن نمونه، ویسکوزیته و کشش سطحی مایع در رابطه اي که توسط [24] Landau-Levich ارائه شده بیان می گردد. بر این اساس پارامترهایی نظیر ویسکوزیته
