بخشی از مقاله
چکیده
در این کار، نمونه های توده ای و لایه ای ترکیبات آمورف xAg2O-40TeO2- - 60-x - V2O5 با درصدهای مولی 0 ≤ x ≥ 50 به ترتیب با روش سرمایش سریع مذاب و دمش ساخته شدند؛ که x درصد مولی Ag2O می باشد. سپس نمونه های حاصل تحت عملیات حرارتی - بازپخت - قرار گرفته و شیشه-سرامیک های مطلوب تهیه شدند. برای بررسی خواص نوری نمونه ها، طیف های جذب اپتیکی لایه ها در بازه طول موجی 190-1100 نانومتر ثبت شدند. سپس گافانرژِی شیشه – سرامیکهای حاصل از عملیات باز پخت، به روش مشتق انطباق طیف جذبی - DASF - تعیین و پهنای حالت های دنباله ای نواری - انرژی اورباخ - مشخص و مقادیر به دست آمده با مقادیر گزارش شده برای شیشه های متناظر مقایسه گردید.
مقدمه
تلاش علمی هر چه بیشتر در زمینه ی ششیشه ها منجر به یافتن قطعات جدید و توسعه بینش مربوطه در این شاخه از علم و صنعت شده است. شیشه – سرامیکها یکی از مهمترین و جدیدترین آنهاست. شیشه – سرامیکهایی که در یک فرایند کنترل شده و جبری متبلور می شوند، ترکیبی از حالتهای شیشه و خصوصیات بلوری یک ماده را دارا هستند. در مقایسه با شیشه ها ، در نمونه های شیشه – سرامیک، معمولا توانایی و استحکام آنها افزایش یافته و ثابت الاستیک بالاتری دارند.
خواص ویژه شیشه – سرامیکها توسط خواص فیزیکی تک بلورها و بوسیله رابطه بین بافت بلورها و شیشه باقی مانده کنترل می شود.[1] در مطالعات اخیر خواص نوری و گاف اپتیکی نمونه های شیشه ای از قبیل Ag2O - TeO2-V2O5 بررسی شده اند4]،3،[2، اما گزارشی در خصوص ویژگیهای شیشه – سرامیکهای متناظربه شیشه ی اکسیدی سه مؤلفه ای Ag2O-TeO2-V2O5 ملاحظه نشده است. از این رو در پژوهش حاضر، برای فهم مکانیسم حاکم بر گذارهای اپتیکی حاملهای بار در این مواد و یافتن اطلاعاتی راجع به گاف و ساختار نواری انرژی، طیف جذبی اپتیکی نمونه ها به طور دقیق بررسی و با مقادیر به دست آمده برای شیشه مقایسه شده است.
روش آزمایشگاهی
برای تهیه شیشه و شیشه – سرامیکهای xAg2 O- 40TeO2- - 60-x - V2O5 - که از این به بعد به ترتیب به اختصارTVAgx و ATVAgx نامیده می شوند و xدرصد مولی مؤلفه Ag2O دارای مقادیر 40،30،20،10،0و50 است - ؛ ابتدا باید نمونه توده ای و لایه ای شیشه های مورد نظر تهیه شود که جزییات در مراجع شماره 2و 4 آمده است. اگر چه بطور کلی از روش سرمایش سریع مذاب شرح داده شده در مراجع دیگر استفاده شده است.[5] سپس نمونه های ساخته شده در کوره ی الکتریکی قرار داده شده تا در مدت یک ساعت به دمای بلورینگی - - Tcrبرسند؛ سپس نمونه ها بمدت سه ساعت در دمای بلورینگی باقی مانده تا فازهای نانومتری شیشه – سرامیک تشکیل شود.
این دما مناسبترین دما برای ایجاد و رشد فازهای نانو متری می باشد.[6] دماهای بلورینگی از گزارشهای کالریمتری قبلی مؤلف اخذ شده اند.[4] پس از آن کوره را خاموش کرده تا در طول یک شبانه روز نمونه ها به دمای محیط برسند. برای عملیات حرارت از کوره مدل - Azar, Frances, - F11L 1250, Iran استفاده شده است. پس از آن از نمونه های بازپخت شده الگوی پراش پرتو x توسط دستگاه مدل - - X-ray Cu Bruker. D8-Advance diffractometer, K 1 - =1.5406Aœ انجام گرفته است. همچنین برای طیف سنجی فرابنفشی و مریی از دستگاه مدل- - Double Beam UV Visible spectrometer, PerkinElmer Lambda 25-USA - در گستره 1100 -190 نانومتر استفاده شده است.
نتایج وبحث
الگوهای پراش پرتو - XRD - x
الگوی XRD شیشه های TVAGx مؤید ماهیت غیر بلوری آنها می باشد که جزییات مربوطه در مرجع شماره 2 آمده است. شکل - 1 - الگوی پراش پرتو ایکس نمونه های شی شه - سرامیک ATVAgx را در کار حاضر نشان می دهد. در این الگو شاهد قله هایی هستیم که این قله ها مبین تشکیل و رشد نانو بلورها می باشند. تحلیل طیف های پراش مشخص می کند که نانو بلورهای تشکیل شده و رشد داده شده در نمونه هایی با درصد مولی Ag2O کمتر، بیشتر از نوع فازهای TeO2 و Te2O5 و V6O13 است و و در نمونه هایی با درصد مولی Ag2O بیشتر، مانند ATVAg40 و ATVAg50 از نوع Ag3O4 و Ag2TeO3 است.
خواص نوری،تعیین گاف انرژی و پهنای حالت های دنباله ای نواری شکلهای 2و 3 بترتیب طیف جذب اپتیکی نمونه TVAg0-40 ATVAg0-40 را نشان می دهند. نمونه شیشه با x = 50 بدلیل ویسکوزیته ی نامناسب تشکیل نشده است .[2] از مقایسه طیفها می توان فهمید که در نمونه های شیشه – سرامیک شده لبه جذب به سمت طول موج های کوتاهتر میل کرده است که دلیل این موضوع تشکیل فازهای نانومتری در ماتریس آمورف می باشد و بالطبع با کوچک شدن اندازه دانه ها انتقال به سمت آبی لبه جذب منطقی است.
