رفتار فوتولومینسانس و فروسرخ نانوالیاف ZnO آلایش شده با Al
نویسندگان
1 دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مواد، دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان، ایران.
2 دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مواد، دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان، ایران
3 دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی برق، دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان، ایران.
doi
10.30501/jamt.2020.104190چکیده
اکسید روی (ZnO) به دلیل نیمه هادی بودن و دارا بودن شکاف انرژی پهن در صنایع مختلف از جمله نوری و الکترونیک مورد استفاده قرار میگیرد. در این پژوهش نانوالیاف ZnO و آلایش شده با آلومینیوم (با نسبتAl/Zn برابر شش درصد وزنی) با استفاده از فرایند الکتروریسی و در ادامه پس از کلسینه شدن در دماهای مختلف (250، 300 و 400 درجه سانتیگراد) سنتز شدند. اثر آلایش بر ریزساختار، بلورشناسی، بنیان های مولکولی و رفتار فوتولومینسانس نانوالیاف ZnO به ترتیب به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و طیف سنج فوتولومینسانس (PL) بررسی شد. نتایج نشان داد که متوسط قطر نانوالیاف ZnO حاوی Al از 131 به 468 نانومتر پس از کلسینه شدن افزایش یافت. آنالیز XRD نشان داد که ZnO با ساختار هگزاگونال وورتزیت در هر دو نمونه تهیه شد و هم چنین تایید کرد که اتمهای Al در ساختار ZnO آلایش شده اند. مقایسه طیف FTIR نمونه ها نشان داد که آلایش Al باعث انتقال پیوند Zn-O به بسامدهای بیشتر و تشکیل پیوندهای قوی در شبکه ZnO شد. نتایج PL نشان داد که آلایش Al خواص نوری ZnO را بهبود بخشید، زیرا تشکیل عیوب ساختاری در اثر آلایش Al باعث ایجاد سطوح با انرژی کمتر برای نقل و انتقال الکترون از پهنه رسانش به پهنه ظرفیت میشود.