بخشی از مقاله
چکیده
بلور آمونیوم بورودیلاکتیت[ - NH4 - + - C6H8BO6 - -] از محلول آبی به روش تبخیر آهسته در دمای اتاق رشد داده شده است. بلور رشد یافته توسط طیف تبدیل فوریه فروسرخ - FT-IR - ، پراش پرتو ایکس - XRD - و عبور دهی نوری - UV-Vis - مورد بررسی قرار گرفت. طیف تبدیل فوریه، گروه های عاملی موجود در این بلور را آشکار نمود. همچنین نمودار حاصل از پراش پرتو ایکس بلور رشد داده شده، نشان داد که ساختار آن ارتورومبیک است و از بلورینگی خوبی برخوردار می باشد. طیف عبور اپتیکی بلور رشد یافته، بیانگر عبور دهی نوری بالا در ناحیه مرئی می باشد.
مقدمه
بلور آمونیوم بورودیلاکتیت - ABL - یک ماده ی نیمه آلی می باشد. مواد نیمه آلی در مقایسه با مواد معدنی و یا مواد آلی دارای اثر غیرخطی وآستانه ی تخریب بالاتر می باشند. همچنین از ثبات
شیمیایی و دمایی و استحکام مکانیکی بالاتری نیز برخوردارند. این دسته از مواد گستردگی پیوند ، حساسیت زاویه ای کم و پهنای شفافیت بیشتری را دارا می باشند. کاربرد این نوع بلورها در حوزه ی اپتوالکترونیک می باشد.
در ابزار و ارتباطات نوری، لیزرهای کنترل شونده از راه دور، کامپیوترهای نوری، شاترهای اپتوالکترونیکی و ذخیره سازی اطلاعات نوری مورد استفاده قرار می گیرند.[1-4] در حال حاضر نیاز به موادی در حوضه ی اپتیک غیر خطی، باتولید هارمونیک های دوم و بالاتر فرکانسی وجوددارد. بلور آمونیوم بورودیلاکتیت در تولید هارمونیک دوم قابل مقایسه با بلور پتاسیم دی هیدروژن فسفات - - KDP می باشد. البته با توجه به سادگی روش رشد این بلور،امکان دست یابی به این بلور نسبت به بلورهایی که تولید ان ها نیاز به امکانات وفناوری های گران و ویژه ای دارد، می توان بلور حاصل را جایگزین نمود.
رشد بلور آمونیوم بورودیلاکتیت
برای تهیه این بلور، ابتدا مخلوطی از سه ماده ی کربنات آمونیوم، اسیذ بوریک و اسید لاکتیک را به نسبت های مولی 1:2:4 آماده می کنیم. لازم به ذکر است که باید حلالیت اسید بوریک در آب مد نظر قرار گیرد و به میزان مول مصرفی این اسید، از آب دو بار تقطیر استفاده شود. ابتدا طبق نسبت های مولی فوق الذکر، مواد توزین شدند. در مرحله ی اول، اسید بوریک به درون بشری حاوی مفدار لازم آب دوبار تقطیر اضافه گردید و با استفاده از یک گرمکن همزن مغناطیسی به مدت یک ساعت به خوبی هم زده شد.
برای تسریع در حل شدن اسید بوریک محلول را کمی گرم نمودیم تا تمامی ماده - اسید بوریک - بخوبی حل شود. در مرحله ی بعد، اسید لاکتیک را به محلول اضافه کرده و سر انجام کربنات آمونیوم اضافه گردید. لازم به ذکر است که در تمامی مدت آماده شدن محلول، دمای آن نباید بیشتر از 60 درجه ی سانتیگراد شود زیرا ماده ی مورد نظر در دمای بالاتر از آن تجزیه می گردد. پس از این که محلول شفافی حاصل شد، آن را با استفاده از کاغذ واتمن فیلتر نموده و به داخل ظرف دهان گشادی منتقل نمودیم. در ظرف را به کمک یک سلفون پوشانده و تنها تعداد اندکی روزنه جهت تبخیر سطحی در آن ایجاد نمودیم. محلول دمای اتاق و در محلی عاری از گردو غبار - زیر هود - قرار داده شد تا از طریق تبخیر سطحی آهسته حلال، فرایند رشد بلور انجام گیرد. پس از طی زمان حدود یک ماه، بلور هایی به ابعاد mm3 16×15×7 رشد نمودند. شکل 1 این بلور را نشان می دهد.
آنالیز طیف تبدیل فوریه فروسرخ - FT-IR - برای انجام این آزمایش ابتدا قطعه ای از بلور رشد یافته را به صورت پودر در آورده، با کمی پودر KBr مخلوط کرده، داخل جا نمونه ای ریخته، سپس تحت فشار به قرص تبدیل نموده، آن گاه داخل دستگاه قرار می گیرد. برای این آزمایش از دستگاه با مدل JASCO Corp. FT/IR-410 استفاده شده است. شکل 2 طیف FTIR حاصل از بلور رشد یافته را نشان می دهد.
در این آزمایش مواد در محدوده ی طیفی اشعه ی فروسرخ که دارای طول موج تقریبی nm 800- 400 می باشد، مورد بررسی قرار می گیرد. بسامد هایی از اشعه ی فروسرخ که با بسامد های ارتعاشی طبیعی مولکول مورد نظر تطبیق کند، مانند بسامد های ارتعاشی کششی، بسامد های ارتعاشی خمشی و پیوندهای کووالانسی اکثر مولکول ها، جذب می گردد. در این طیف جذب
برای عامل آمینی از نوع کششی در3500-3100cm-1 پدیدار می گردد.
در 2323cm-1 جذب صورت گرفته نیز به علت وجود این عامل می باشد. جذب مشاهده شده در 718cm-1 و828 cm-1 ناشی از بسامد کششی خارج از صفحه ای C-H می باشند. جذب در ناحیه ی 1144cm-1 بسامد کششی درون صفحه ای C-H ناشی می شود و جذب پیوند C-C خود را در 1325cm-1 به نمایش گذاشته است. در 2986cm-1 جذب بسامد کششی C-H هویدا گشته و جذب کششی C=O در 1725 cm-1 مشاهده می شود. همچنین جذب در 433 cm-1 و 549 cm-1 به ترتیب ناشی از ارتعاش های بسامد خمشی خارج و داخل صفحه ای C=O می باشند.
آنالیز پراش پرتو ایکس
نمودار پراش بلور آمونیوم بورودیلاکتیت در زیر نشان داده شده است. شکل3 نمودار طیف XRD بلور رشد یافته را نشان می دهد. این نمودار با استفاده از دستگاه STOE-STADV بدست آمده است. مطالعه اشعه ایکس بلور نشان داد که از ساختار ارتورمبیک برخوردار می باشد و دارای پارامترهای شبکه ای a=9/3254Å و b=11/9482Å و c=8/5578Å است. همچنین با توجه به قله های موجود می توان به بلورینگی خوب آن پی برد.
آنالیز طیف مرئی- فرابنفش
در این طیف سنجی، انتقالات بین ترازهای انرژی الکترونی اتم ها یا مولکول ها، که منجر به جذب تابش الکترومغناطیسی در ناحیه ی ماورا بنفش و مرئی می شود، مورد بررسی قرار می گیرد. در واقع این انتقالات از اربیتال های اشغال شده، به اربیتال های خالی بالاتر - * و - * که دارای ترازهای انرژی بالاتری هستند، صورت می پذیرد.[5] برای انجام این آزمایش تیغه ای نازک به ضخامت 1/5 cm، از بلور تهیه کرده، آن را در دستگاه مدل ASCLL PEDS 1.60 قرار می دهیم. عبور دهی نوری بلور در شکل 4 نشان داده شده است.در این نمودار عبور دهی نوری خوبی از بلور در ناحیه ی مرئی مشاهده می شود.
نتیجه گیری
بلور آمونیوم بورودیلاکتیت از محلول آبی به روش تبخیر آهسته در دمای اتاق رشد داده شد. طیف تبدیل فوریه فروسرخ، گروههای عاملی موجود در این بلور را آشکار نمود.
