بخشی از مقاله
چکیده
بلور پتاسیم دي هیدروژن فسفات - KDP - خالص و همراه با % 5 افزودنی L-Leucine از محلول آبی به روش تبخیر آهسته رشد داده شد، سپس اثر این افزودنی بر خواص فیزیکی بلور KDP توسط روش هاي طیف سنجی پراش اشعه ایکس - XRD - ، سونش سطح وعبور اپتیکی - - UV-VIS بررسی گردید. نتایج نشان دادند که ساختار بلورهاي رشد یافته تتراگونال است. همچنین مشاهده شد که افزودنی وارد شبکه بلور نشده است.
مقدمه
بلور پتاسیم دي هیدروژن فسفات - KH2PO4 - که KDP نامیده می شود، ماده اي محلول در آب بوده و داراي ضریب حلالیتی مثبت است.[1] طبق پژوهش محققان این بلور در زمینه هاي مختلفی کاربرد دارد، به عنوان مثال خواص بسامد هاي الکترونی بلور KDP کاربردهاي فراوانی در صنایع و پزشکی دارد و همچنین در فناوري لیزر از بلور هاي KDP به علت ویژگی شفافیت در یک ناحیه وسیع از طیف هاي نوري - محدوده فرابنفش و مرئی - ، استحکام و مقاومت در برابر آسیب پرتو لیزري توان بالا، بازده غیرخطی نسبتا بالا، قابلیت رشد به اندازه هاي بزرگ و پرداخت آسان آن جزء معدود بلورهایی است که به عنوان مولد هارمونیک دوم همراه با لیزر هاي Q_Swiched جهت لیزر پالسی توان بالا استفاده می شود.
[2] بنابراین تهیه بلور KDP با افزودنی هاي مختلف مورد توجه و آزمایش قرارگرفته است. به طوریکه تاکنون این بلور به روش هاي مختلف و با افزودنی هاي متنوعی رشد داده شده است. استفاده از مواد افزودنی می تواند به بهبود ویژگی هاي فیزیکی بلور کمک نماید. رشد بلور پتاسیم دي هیدروژن فسفات به دلیل نشان دادن خاصیت پیزوالکتریکی در دماي اتاق و اپتیک غیر خطی اهمیت فراوان یافته و به عنوان یک معیار براي توصیف اپتیک غیرخطی سایر نمونه هاي بلوري به کار میرود.
[1 ] علیرغم داشتن خاصیت پیزوالکتریک در دماي اتاق، این بلور فروالکتریک نیست. هر گاه دما به زیر دما کوري کاهش یابد این بلور به فروالکتریک تغییر فاز میدهد و در دماي 123K ساختار آن ارتورمبیک میگردد.[3] ساختار تتراگونال KDP در دماي اتاق فاقد مرکز تقارن بوده و گروه نقطه اي آن نیز 42m میباشد. [4] بلور KDP با 5% افزودنی L_Leucine خواص آمینو اسیدي پیدا نموده و در کارهاي زیستی و ژنتیکی کاربردهاي فراوانی دارد. لوسین یکی از بهترین آمینواسیدهایی است که میتواند مکان هیدروژن درون ساختاري خود را به راحتی تغییر دهد.[5]
انجام آزمایش
الف - رشد بلورKDP خالص
براي تهیه ي محلول اشباع با استفاده از منحنی حلالیت مقدار لازم از پودرKDP - مرك آلمان - با درجه خلوص بالا، توسط ترازوي دیجیتال با حساسیت 0/01 گرم وزن گردیده و به کمک گرمکن همزن مغناطیسی قابل کنترل، در 300 cc آب دیونیزه در دماي اتاق حل گردید. سپس محلول اشباع به وسیله ي کاغذ واتمن فیلتر شده و به درون ظرف ریخته و دهانه ي ظرف با سلفونکاملاً پوشانده شد. چند روزنه ریز بر روي سلفون ایجاد گردید و آنگاه ظرف حاوي محلول اشباع در مکانیکاملاً آرام و بدون تنش به منظور شکل گیري بلور ها قرار داده شد. پس از گذشت حدود دو هفته بلورهاي شفافی تولید گردید. شکل 1 قطعه اي از بلور رشد یافته KDP خالص را نشان می دهد.
ب - رشد بلورKDP آلائیده به 5% افزودنی L- Leucine به منظور بررسی اثر افزودنی L-Leucine بر روي خواص فیزیکی بلورKDP، محلول اشباع KDP همراه با 5% افزودنی L- Leucine به همان روش قبل تهیه گردید. سپس محلول را فیلتر کرده و یکی از بلوردانه هايKDP را که به ترتیب فوق تهیه گردیده بود با استفاده از نخ نایلونی درون محلول معلق گردید. آنگاه محلول در مکانی عاري از هرگونه آلودگی و لرزش قرار داده شد. پس از گذشت 16 روز بلورهایی با ابعاد مناسب رشد یافت. شکل 2 بلورهاي رشد یافته با افزودنی را نشان می دهد.
مشخصه یابی
الف - طیف سنجی پرتو ایکس - - XRD
الگوي پراش پرتو ایکس بلورهاي KDP خالص و نیز آلائیده به 5% افزودنی L-Leucine به کمک دستگاه طیف سنج پرتو ایکس، با هسته ي Cukα و طول موج 0/15405 nm تهیه و در شکل 3 نمایش داده شده است. براي این منظور قطعه اي از بلور مورد نظر را در هاون ساییده و به شکل پودر در آوردیم. شکل 3 طیف هاي XRD بلورها KDP خالص و همراه با افزودنی نشان داده شده است. این طیف دو قله ي مهم در زوایاي 2θ=23/93° و 2θ=48/98° نشان می دهد.
تیز بودن این قله ها تاییدي بر بلورینگی خوب بلورهاي رشد یافته است. ساختار این بلورها تتراگونال با پارامترهاي شبکه اي a=b=7/448Å و c=6/977Å بدست آمد، که این نتایج با گزارشات دیگران در تطابق است. [3 ] قله هاي تیز در اشعه ایکس بلور، نشان دهنده بلورینگی خوب آن می باشد. با توجه به دو الگوي پراش اشعه ایکس هیچ قله اضافی ناشی از نفوذ افزودنی به داخل شبکه بلوري مشاهده نمی شود .
