بخشی از مقاله
چکیده
آنتیموان تلوراید - Sb2Te3 - از جمله مواد عایق توپولوژی سه بعدی میباشد. کاهش اندازه ذرات باعث تغییر در خواص فیزیکی این ماده از جمله رسانندگی می شود. در این مقاله به مطالعه خواص ساختاری، الکتریکی و اپتیکی نانوذرات آنتیموان تلوراید تهیه شده به روش هیدروترمال پرداخته شده است. به منظور بررسی ساختار، موفولوژی و اندازه ذرات از طیفسنجی پراش اشعه ایکس - XRD - و تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری - TEM - استفاده گردید. خواص نوری نمونه نیز با طیفسنج فرابنفش- مرئی - UV-Vis - مورد بررسی قرار گرفت. مقاومتسنج اتصال چهار نقطهای نیز جهت بررسی خواص الکتریکی نانوذرات آنتیموان تلوراید استفاده گردید. نتایج حاصل بیانگر نانوذراتی با ضخامت حدود 50 را نشان میدهد.
مقدمه
عناصر همگروه با تلوریوم به نام کلکوژن خوانده شده و سبب بروز همزمان حالتهای رسانشی و حالتهای دی ترکیبات آنها با فلزات را کلکوژنایدهای فلزی مینامند. الکتریکی در این مواد میشود. دستهای از ترکیبات کلکوژناید از جمله آنتیموان تلورایداز جمله کاربردهای این مواد میتوان به سیستمهای page1468 - Sb2Te3 - تحت عنوان عایق توپولوژی شناخته میشود. اسپینترونیک[1]، ابزارهای ترموالکتریک[2] و محاسبات عایق توپولوژی مادهای الکترونیکی است که مانند عایق کوانتومی[4 , 3] اشاره کرد. همچنین در بسیاری از معمولی دارای گاف انرژی در حجم - سطح - بوده اما ابزارهای چون لیزر، فیلتر نوری، حسگر و سلول حالتهای محافظت شدهی روی سطح - لبه - آن بدون خورشیدی و ابررساناها به کار میروند. [7 -5] گاف است. در واقع وجود حالتهای سطحی بدون گاف در این پژوهش نانوذرات آنتیموان تلوراید که در حالت تودهای به عنوان یک عایق توپولوژیک شناخته میشوند، به روش هیدروترمال تهیه شده و سپس به بررسی خواص ساختاری و اندازه ذرات به بررسی گاف انرژی و مقاومت الکتریکی سطحی آن پرداخته شده است.
روش تجربی
به منظور تهیه 0/5 گرم از نانوپودر آنتیموان تلوراید، 50 میلیلیتر اتیلن گلیکول، 0/32 گرم اکسید تلوریم و 0/4 گرم آنتیموان تری کلراید در ظرف تفلون ریخته شد. مواد استفاده شده در این کار با درصدخلوص بالا از شرکت-های مرک و سیگما آلدریج خریداری شدهاند. ظرف درون حمام آب گرم با دمای 60 الی 70 درجه سانتیگراد قرارگرفت و محلول به وسیله همزن مغناطیسی به مدت 20 دقیقه هم زده شد. سپس به آرامی 6 میلیلیتر هیدرازین هیدرات توسط سرنگ به محلول اضافه و 15 دقیقه دیگر هم زده شد. پس از قرار دادن ظرف تفلون درون محفظهی استیل، اتوکلاو تفلون- استیل به مدت 24 ساعت در فر و در دمای 220 درجه سانتیگراد قرار داده شد. پس از اینکه دمای اجاق به دمای محیط رسید، رسوب با سانتریفیوژ به مدت 10 دقیقه و سرعت 14000 دور بر دقیقه جمعآوری شد و چهار مرتبه با اتانول مطلق و آب دوبار تقطیر شسته شد. در نهایت رسوب در دستگاه فریزدرایر خشک گردید .]9[
بررسی خواص ساختاری
با استفاده از طیفسنج پراش اشعه ایکس ازنمونهی نانوپودر تهیه شده به روش سولوحرارتی در محدودهی 20 تا 60 درجه - برحسب - 2 طیف XRD گرفته شد. قلههای مشاهده شده در این محدوده با قلههای کارت استاندارد 01-071-0393 مطابقت دارد که نشاندهندهی فاز خالص ذرات Sb2Te3 با ساختار کریستالی لوزی پهلو و شبکه فضایی R 3 m و ثابتهای شبکه
