بخشی از مقاله
چکیده:
نانوذرات کادمیم تنگستات به روش هیدروترمال ساخته شد. مشخصهیابی، مورفولوژی نانوذرات و چگونگی مکانیزم تحریک به ترتیب به وسیله پراش پرتو ایکس - - XRD، میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - و گسیل لومینسانس - - PL بررسی شد. اندازه تقریبی نانوذرات با استفاده از فرمول دبای-شرر 20 نانومتر بدست آمد. خواص لومینسانس، مکانیزم فرآیند گسیل در طول موج تحریک290 نانومتر با طیفهای فتولومینسانس - - PL مورد بررسی قرار گرفت. پاسخ سوسوزنی نمونهها با استفاده از چشمه آلفاز ای آمرسیم241 با اکتیویته3/4×105 بکرل اندازهگیری شد.
مقدمه :
آشکارسازهای سوسوزن بخاطر خصوصیات ویژه و منحصربهفرد آنها همواره توجه بسیار زیادی را به خود جلب کرده اند. از جمله موادی که در آشکارسازی پرتوهای ایکس و گاما از آنها استفاده میشود، سوسوزنها می باشند. نخستین جامدی که به عنوان یک آشکارساز ذره به کار رفت، سوسوزنی بود که رادرفورد در آزمایشهای خود در زمینه ی پراکندگی ذرات آلفا مورد استفاده قرار داد .[1] سوسوزن ها در اصل مواد لومینسانسی هستند که فوتون های با انرژی بالا را جذب و پس از آن نور مرئی ساطع می کند. این مواد می توانند به صورت گازی، مایع و یا جامد، آلی یا غیر آلی - شیشه ای، تک کریستال، سرامیک - باشند.
یکی از مواد سوسوزن که به صورت قابل توجهی در پزشکی و توموگرافی رایانه ای به کار گرفته می شود کادمیوم تنگستات است.از جمله بارزترین خواص این سوسوزن جذب بالای پرتو های پر انرژی ، چگالی بالا و پایداری بالای شیمیایی آن است.[2] مواد سوسوزنی که امروزه در آشکارسازی استفاده می شود اکثرا تک کریستال بوده و قیمت مواد اولیه و روش تولید و ساخت این مواد به اندازه مورد نظر و شکل مورد دلخواه همگی در هزینه نهایی تاثیر دارد که این هزینه معمولا بالاست. در راستای رفع مشکلات مذکور پژوهش هایی در دهه اخیر بر روی نانومواد انجام شده است. در این مطالعه نانوذرات کادمیم تنگستات به روش هیدروترمال ساخته شد و مشخصه یابی ساختاری و سوسوزنی آن بررسی شد.
روش کار :
سنتز نانو ذرات کادمیم تنگستات به روش هیدروترمال انجام شد. در ابتدا به منظور سنتز نانو ذرات کادمیم تنگستات از سدیم تنگستات و کادمیم نیترات با درجه خلوص %99 به عنوان مواد اولیه و همچنین از تری سدیم سیترید به عنوان سوخت واکنش و از بریج به عنوان سورفکتانت استفاده شد. به این منظور 2/5میلی مول سدیم تنگستات در 15سی سی از آب دوبار یونیزه شده به مدت 15دقیقه بر روی هیتر استیرر 50 درجه سانتی گراد در دمای اتاق حل گردید - محلول. - 1 سپس بر اساس نسبت استوکیومتری، 2/5 میلی مول کادمیم نیترات در 15سی سی آب یون زدایی شده در دمای اتاق حل گردید - محلول. - 2در ادامه 0/1میلی مول از تری سدیم سیترید درون 15میلی لیتر آب یون زدایی شده حل شد.
به مقدار مولی مناسب سورفکتانت واکنش هم به محلول ذکر شده اضافه شد، تا حل گردد - محلول. - 3 سپس محلول 3 به محلول 2 اضافه شد و پس از آن محلول1 به آرامی به محلول 2 که توسط یک همزن مغناطیسی هم زده میشد، در دمای اتاق اضافه گردید. محلول حاصل درون اتوکلاو قرار داده شد و به مدت 8 ساعت درون آون در دمای 180 درجه سلسیوس قرار داده شد. بعد از طی این مدت رسوب سفید رنگی در ته ظرف تشکیل شد. این رسوب حدود 5 مرتبه با آب یون زدایی شده و در دستگاه سانتریفیوژ شست و شو داده شد. سپس رسوب شست و شو داده شده به مدت 6 ساعت در دمای 80Cœ در کوره خشک شد.
برای آنالیز XRD از دستگاه پراکندگی اشعه ایکس Panalytical - XRD - مدل X'PertPro استفاده شد. طیف XRD نانوذرات کادمیم تنگستات در شکل 1 نمایش داده شده است. این طیف با طیف مرجع به شماره 04-01-0488 مطابقت دارد که نشان می دهد نانو بلور کادمیم تنگستات به درستی تشکیل شده است. با استفاده از این طیف و فرمول دبای-شرر سایز ذرات حدودا بین 20 تا 25 نانومتر تخمین زده شد. که با تصویر SEM نیز هماهنگی مناسبی دارد. شکل 2 تصویر SEM نانوذرات کادمیم تنگستات را نشان می دهد.
شکل 2- تصویرSEM نانوذرات CdWO4
شکل 3 طیف نشر نانو بلورهای کادمیم تنگستات در طول موج برانگیختگی290 نانومتر را نشان می دهد. همانطور که در شکل مشاهده می شود این ذرات دارای قله گسیلی در طول موج470 نانومتر می باشد. شدت فوتولومینسانس کادمیم تنگستات به عوامل مختلفی از جمله مورفولوژی، pH محلول ، دما و زمان پخت بستگی دارد.[3-6]
