بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق، نانوبلورهای نقطه کوانتومی سولفید روی - ZnS - با استفاده از روش مایسل معکوس تولید شدهاند. اندازه و ویژگیهای بلوری این نانو ذرات با استفاده از بیناب پراش پرتو ایکس - XRD - مورد بررسی قرار گرفتهاند. این مطالعات نشان می دهد که نانو ذرات سولفید روی با اندازه تقریبی 3/8 nm دارای ساختار بلوری مکعبی میباشند. با استفاده از بیناب UV-Vis گاف نواری این نقاط کوانتومی در حدود3/91 eV محاسبه گردید. خلوص نمونهها با استفاده از بیناب تبدیل فوریه فروسرخ مورد تایید قرار گرفت.
واژههای کلیدی: نانوذرات، نقاط کوانتومی، سولفید روی، انرژی گاف نواری
مقدمه
نانو ذرات نیمه رسانای نوع -9 به دلیل اثرات محدودیت کوانتومی و اثر سطحی در مقایسه با مواد حجیمشان ویژگیهای اپتیکی، الکترونی، مغناطیسی، شیمیایی، و ساختاری جدیدی از خود نشان میدهند که میتوانند برای کاربردهای مختلف صنعتی مفید باشند، به همین دلیل در طی دو دهه گذشته توجه پژوهشگران را به خود جذب کردهاند. سولفید روی - ZnS - یک ماده نیمه رسانا در حالت عادی با گاف نواری مستقیم 3/6 eV در دمای اتاق و انرژی بستگی اکسیتونی میباشد. سولفید روی به عنوان یک ماده لیانی در زمینههای مختلفی نظیر نمایشگرها، حسگرها، لیزرها و به عنوان سوسوزن در آشکارسازهای هستهای کاربرد دارد.
ویژگیهای جالب نقاط کوانتومی به دلیل محدودیتهای اندازه کوانتومی میباشد و این ویژگیها هنگامی ظاهر میشوند که اندازه ذرات فلز یا نیمه رسانا کمتر از شعاع اکسیتونی بوهر مهمترین ویژگی قابل مشاهده اثر محدودیت کوانتومی در مواد نیمه رسانا گاف نواری وابسته به اندازه میباشد که با کاهش اندازه ذرات گاف نواری نانو ذرات افزایش مییابد .در این کار علمی نانو ذرات سولفید روی - ZnS - به روش مایسل معکوس تولید شدهاند.
از PVP به عنوان ماده فعال سطحی استفاده شده است. لازم به ذکر است ما در جستجوهایمان در طی انجام این طرح تحقیقاتی گزارشی که قبلا از PVP به عنوان ماده فعال سطحی برای تولید نانوذرات سولفید روی به روش مایسل معکوس استفاده کرده باشد پیدا نکردیم.
نتایج و بحث
نمونههای سولفید روی که از طریق روش شیمیایی بدست آمدهاند، توسط بیناب پراش پرتو ایکس - XRD - مورد بررسی قرار گرفتهاند بررسی بیناب XRD بدست آمده از نمونه نشان میدهد که سه قله اصلی این بیناب که به ترتیب مربوط به صفحات میباشند منطبق با ساختار مکعبی سولفید روی با پارامتر شبکه انگستروم میباشد. اندازه نانوذرات سولفید روی با جایگذاری دادههای مربوط به قله اصلی در فرمول شرر بدست آمده است . بیناب پراش پرتو ایکس بیناب جذبی ماوراءبنفش نقاط کوانتومی سولفیدروی داده شده است. با استفاده از دادههای جذب، ضریب جذب با رابطه =2/3026A/d تعیین میشود. در این رابطه d ضخامت نمونه میباشد.
گاف نواری نقاط کوانتومی سولفید روی
همانگونه که در نمودار مشاهده میگردد، انرژی گاف اپتیکی مستقیم نقاط کوانتومی سولفید روی در حدود 3/91 eV میباشد. ملاحظه می گردد که انرژی گاف اپتیکی مستقیم نقاط کوانتومی سولفید روی در مقایسه با حالت عادی آن بیشتر شده است. این مطلب به دلیل اثرات محدودیت کوانتومی میباشد. بااستفاده از رابطه براس می توان اندازه شعاع متوسط نقاط کوانتومی سولفید روی را محاسبه کرد.
