بخشی از مقاله
چکیده:
ساختار دو مولفهای از آرایه نانومیلههای ZnO و نانوورقه - ZnO NRs/Ag - Ag نهشت و مطالعه میشود. نانوساختارهای یک بعدی اکسید روی به روش شیمیایی تر در دمای پایین - 80-120 - سنتز میشوند. سپس نانوورقه Ag به روش کندوپاش مگنترونی DC در ضخامتهای مختلف بر روی نانومیلههای ZnO به منظور افزایش و گسترش جذب اپتیکی در ناحیه مرئی پوشانده میشود. ویژگیهای ساختاری نوری، مورفولوژی و فوتوکاتالیستی ساختار نامتجانس ZnO NRs /Ag مورد مطالعه قرار میگیرد. اتصال نامتجانس فلز-نیمرسانا ZnO NRs/Ag دارای پتانسیل بالا برای فعالیت فوتوکاتالیستی و کاهش آلودگی است.
مقدمه
اکسید روی نیمرسانایی با گافنواری3/37 eV و انرژی اکسایتونی 60 MeV در دمای اتاق است. چنین گافنواری بزرگی باعث می شود که نانوساختارهای اکسید روی بهترین کاندیدها برای ساخت وسایل نوری در محدوده فرابنفش باشند. اکسید روی به طور ذاتی یک نیمرسانا از نوع n می باشد. به دلیل ویژگیهای عالی، اکسید روی در چند حوزه متفاوت فیلم نازک، سلولهای خورشیدی، دستگاه های پیزوالکتریک، UV و غیره به کار گرفته میشود.[1]
تشدید پلاسمون سطحی در سطوح فلزهای نجیب مانند طلا و نقره انجام میشود. این فلزات چند مزیت نسبت به انواع فلزات دیگر دارند: آنها نوارهای SPR را درفرکانسهای مرئی و نزدیک فروسرخ نشان میدهند.[2] آقای کی و همکاران در سال 2013 به سنتز، شناسایی و پراکندگی رفتار اکسید روی- نقره پرداختند. آنها نانوکامپوزیتهای اکسیدروی و نقره را با استفاده از روش بارش مایع در دو مرحله تولید کردند. پراکندگی نانوکامپوزیت اکسیدروی و نقره در ایزوپروپانول با استفاده از دیسپرس غیر یونی توسط روش رسوب معمولی، را به روش پراکندگی نوری و TEM مورد بررسی قرار دادند .[3]
پراجتی و همکاران در سال 2016 به سنتز ZnO/Au و ZnO/Ag وکاربردهای فتوکاتالیستی با استفاده از نور مرئی و UV پرداختند. آنها از یک روش ساده برای سنتز نانوگلهای ساختارهای نامتجانس ZnO/Au و ZnO/Ag به وسیله یک سورفکتانت واسطه، استفاده کردند. ساختار، بلورینگی و مورفولوژی را توسط پراش پرتو X ،طیف سنجی فوتوالکترون و میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار دادند.[4]
روش تجربی:
ساختار نامتجانس ZnO NRs/Ag بر روی زیر لایه سیلیکون،کوارتز و FTO که به روش حمام فراصوتی در حلال های تریکلرواتیلن، استون،اتانول و آب مقطر هر کدام به مدت پنج دقیقه شستشو داده شده، نهشته میشوند. با استفاده از کند وپاش مگنترونی RF از هدف ZnO با توان 70 وات در مدت زمان معینی لایه جوانه زنی بر روی زیر لایه نهشته میشود. سپس نانورادهای ZnO را به کمک محلول هم مولار - - 0/025 زینک نیترات و هگزامتیل تتراآمین در محیط آبی به روش تجزیه گرمایی در حمام غوطهوری شیمیایی، رشد داده میشود.
نتایج و بحث:
در شکل1 الگوی پراش پرتو - XRD - X نمونه ZnO/Ag آورده شده است که پیکها در زوایای33،34 5،35 5،39، 42 5، 47، 56، 64به ترتیب مربوط به پراش از صفحات بلوری ZnO - 200 - , ZnO - 111 - , ZnO - 101 - , ZnO - 002 - ,ZnO - 001 - ZnO - 103 - ,ZnO - 110 - , ZnO - 102 - وفازهگزاگونال ورتزایت نانومیلههای ZnO است. شدت بیشینه پراش مربوط به قله - - 001 بدلیل جهت گیری ترجیحی در راستای محورC است و ساختار شش گوشی دارد. در شکل2 تصویر دید ازبالا FE-SEM از آرایههای نانومیلههای ZnO NRs وهمینطور تصویر سطح مقطع از ZnO NRs آورده شده است. ضخامت میانگین لایه جوانه زنی و ارتفاع نانومیلهها به ترتیب 170 و 240 نانومتر میباشد.
شکل :4 طیف جذب نوری
فعالیت فوتوکاتالیستی ساختار نامتجانس یک بعدی پیوند ZnO NRs/Ag در محلول 5 mg/l رودامین - RhB - B تحت تابش لامپ جیوه با توان 250 مطالعه میشود. در شکل 5 نمودار جذب محلول RhB تحت تابش در زمانهای مختلف اندازه گیری شده است. با گذر زمان 120 دقیقه از تابش دهی محلول در مجاورت ZnO NRs/Ag محلول به بیرنگی میگراید و به طور کامل کاهش - احیاء - شیمیایی رخ میدهد. دلیل این پدیده تزریق زوج الکترون-حفره در اثر تابش به ZnO NRs/Ag میباشد.
