بخشی از مقاله
چکیده
نانو ذرات SrF2 با ناخالصی Ce به روش همرسوبی ساخته شد. ساختار بلوری، اندازه و ویژگیهای نوری به کمک آنالیزهای پراش اشعه پرتو - X - ، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز - FT-IR - ، میکروسکوپ الکترونی روبشی - FE-SEM - ارزیابی شد. همچنین خواص نوری آنها با طیف نگاری جذب در ناحیه فرابنفشB مرئی - UV-vis - و طیف نشری فلوئورسانس - PL - شناسایی شد. از آنالیزهای به کار رفته، ساختار نانوذرات SrF2 ، شش وجهی با اندازهی تقریبی 45 نانومتر بهدست آمد. طیف نشر فوتولومینسانس نانوذرات ساخته شده از دو قله در طول موجهای 379 و 680 نانومتر تشکیل شده است. با استفاده از طیفنگاری فرابنفشB مرئی مقدار جذب و گاف نوار انرژی نانوذرات بهدست آمدند.
مقدمه
با توجه به این موضوع استرانسیوم فلوراید به صورت فسفربه طور گسترده در زمینه های مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. این نانو فسفرها یک شکاف باند گسترده، شاخص شکستگی کم، مقاومت تابشی و مکانیکی بالایی دارند. ویژگی لومینسانس آن از انتقال الکترون تراز 5d به 4f آن آشکار میشود. از ویژگیهای ترکیب استرانسیوم فلوراید سمیت کم و پایداری بالاست که لومینسانس آن را می توان با عملکرد کوانتومی بالا و انرژی فنون پایین مشخص کرد.تغییرات در طیف لومینسانس SrF2 را می توان با انتخاب مناسب یک یون به عنوان ناخالصی درشبکه ایجادکرد.[3] هدف از انجام این تحقیق ساخت نانوذرات استرانسیوم فلوراید با ناخالصی سریم و بررسی خواص ساختاری و نوری آن میباشد.
بخش تجربی مواد و روش ها
از روش همرسوبی برای ساخت نانوذرات SrF2:Ce استفاده شد. در مرحله اول مقداری Sr - No3 - 2 در آب مقطر و استون حل شد. سپس مقداری سورفکتانت بریج را به استون اضافه کرده و به مدت 5دقیقه بر روی همزن مغناطیسی قرار می دهیم تا کاملاً حل شود. بعد از آن مقداری ناخالصی Ce - No3 - 2 به محلول بریج اضافه شد. سپس مقداری از پودر NH4F در ظرفی شامل آب مقطر و استون اضافه شده و به مدت 20 دقیقه بر روی همزن مغناطیسی قرار گرفت. در ادامه محلول ها ی بدست آمده به محلول Sr - No3 - 2 که بر روی همزن مغناطیسی قرار دارد اضافه شدند.
در پایان محلول شیری رنگی بهدست آمد. با استفاده از سانتریفیوژ، رسوب مورد نظر را که شامل SrF2:Ce است از حلال جدا کرده و چند بار با آب مقطر و استون شست و شو داده شد. پس از آن رسوب بهدست آمده را به مدت دو ساعت در دمای 90 درجه سانتی گراد در آون قرار داده شد تا خشک شود. رسوب بهدست آمده سفید رنگ است. در این تحقیق تمام مواد استفاده شده ساخت شرکت مرک و دارای درجه خلوص بالا میباشند .
[4] کلیه مطالعات بر روی نمونه با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مدل QUANTA 200، آزمون پراش پرتو ایکس توسط دستگاه Philips X pert pro MPP با استفاده از پرتونگاری Cu ka فیلترشده با نیکل ثبت گردید. طیف FT-IR با استفاده از طیف نگار تبدیل فوریه مادون قرمز مدل MagnaIR550 و پودر KBr بدست آمد.خواص نوری نانوذرات با استفاده ازطیف نگار فوتولومینسانس مدل Perkinelmer LS55 و قوس زنون به عنوان منبع تحریک کننده در دمای اتاق مورد بررسی قرار گرفت. برای محاسبه جذب و گاف نوار انرژی، طیف نگار فرابنفش-مرئی مدل UVS-2500 استفاده شد.
بحث ونتایج
پس از ساخت ذرات، به روش همرسوبی، برای تعیین اندازه ذرات از طیف پراش پرتو ایکس استفاده شد. در شکل :1الگوی پراش پرتو ایکس نانو ذرات SrF2 مشاهده می شود که طیفXRD از قله هایی در زاویههای θ2 برابر با 28، 33، 44 و 64 درجه تشکیل شدهاست که به ترتیب مربوط به صفحات - 111 - ، - 200 - ، - 220 - و - 400 - میباشند. با استفاده از معادله شرر اندازه نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت که، اندازه 45 نانومتر برای آنها محاسبه شد. این نانوذرات با طیف مرجع SrF2 به شماره کارت 88B2294کاملاً هم خوانی دارد. اندازه و ریخت شناسی نانوذرات ساخته شده با استفاده از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - مورد بررسی قرار گرفت.
در شکل :2 عکس SEM نانوذرات استرانسیوم فلوراید با ناخالصی سریم عکس SEM نانوذرات SrF2 با ناخالصی Ce دیدهمی شود. بر اساس شکل :2 عکس SEM نانوذرات استرانسیوم فلوراید با ناخالصی سریم نانوذرات از همگنی مناسبی برخوردار هستند و اندازه آنها با نتایج XRD در توافق است. روش اندازهگیری طیف تبدیل فوریهی مادون قرمز - FT-IR - بر اساس فرکانس ارتعاشی باندهای شیمیایی بین اتم ها است. در شکل :3 طیفFT-IR نانوذرات .SrF2:Ce هر کدام از قله ها، مربوط به تشکیل پیوند خاصی میباشد. قله های تشکیل شده در طول موجهای 1600 و 3000 نانومتر مربوط به پیوند O-H آب و در طول موجهای 1100 و 2900 مربوط به پیوند ارتعاشی C-H و C-O هستند .[5]
