فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره ساخت و مشخصه‌یابی نانومیله‌های NiO رشد یافته با روش RF اسپاترینگ و مطالعه ویژگی‌های اپتیکی و آب‌دوستی آن‌ها

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره ساخت و مشخصه‌یابی نانومیله‌های NiO رشد یافته با روش RF اسپاترینگ و مطالعه ویژگی‌های اپتیکی و آب‌دوستی آن‌ها دارای ۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره ساخت و مشخصه‌یابی نانومیله‌های NiO رشد یافته با روش RF اسپاترینگ و مطالعه ویژگی‌های اپتیکی و آب‌دوستی آن‌ها  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره ساخت و مشخصه‌یابی نانومیله‌های NiO رشد یافته با روش RF اسپاترینگ و مطالعه ویژگی‌های اپتیکی و آب‌دوستی آن‌ها،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره ساخت و مشخصه‌یابی نانومیله‌های NiO رشد یافته با روش RF اسپاترینگ و مطالعه ویژگی‌های اپتیکی و آب‌دوستی آن‌ها :

چکیده

در این پژوهش ،ابتدا لایه های نازک نیکل به روش RF اسپاترینگ بر سطح زیر لایه لام آزمایشگاهی تشکیل گردید و سپس لایه های اسپاتر شده، در دماهای مختلف در محیط اکسیژن ودر فشار اتمسفر پخت شدند. براساس تحلیل تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(( SEM ساختارلایه های اکسیدNiO به صورت نانومیله هایی به قطر ۳۰ تا ۴۰ نانومترتعیین شد.با بررسی خواص اپتیکی ، گاف انرژی لایه های نازک NiO بین۳/۷-۳/۸ eV بدست آمد ؛همچنین سطح نمونه پخت نشده ،
با زاویه تماس ۱۱۰از حالت آب گریزی پس از پخت در دمای۳۰۰ C به حالت آب دوستی با زاویه تماس ۳۳ تبدیل یافت.

.

مقدمه

استفاده از ساختارهای اکسید نیکل به دلیل خواص ویـژه آن در سال های اخیرمورد توجه بسیاری ازمحققین قرار گرفتـه اسـت.

از طرف دیگر، با توجه به رشد سریع وپایداری شـیمیایی،این لایـه درکاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گرفته اسـت؛برخی از ایـن

کاربردها عبارتند از: تبـدیل نـور بـه جریـان[۱] ، لایـه هـای فـرو مغناطیســـی[۲]، سنســـورهای گـــازی ]۳[، خـــازن هـــای الکتروشــیمیایی[۴]، الکتــرود مثبــت بــاطری [۵]،لایــه هــای

الکتروکرومیک[۶]، سنسورهای مغناطیسی.[۷]

اکسید نیکل یک نیمه رسانای نوع p با ساختار نمک طعام گونه و نیمه شفاف به رنگ سبز روشن است که گاف انرژی آن در

۸۳

محدوده ۳/۴-۴ eV گزارش شده است[۸]، لایه نازک اکسید نیکل را می توان به روش های مختلف فیزیکی وشیمیایی تهیه نمود.از روشهای فیزیکی می توان به موارد اسپاترینگ[۹]، تبخیر حرارتی در خلا[۱۰]، پرتو الکترونی[۱۱] واز روشهای شیمیایی می توان به اکسیداسیون حرارتی[۱۲]، تبخیر شیمیایی[۱۳] و سل ژل[۱۴]

اشاره کرد. در میان همه این روش ها، روش اسپاترینگ به دلایل نرخ لایه نشانی بالا(کاهش زمان لایه نشانی)،یکنواختی در لایه ایجاد شده درسطح زیرلایه وکنترل دقیق ترکیب شیمیایی لایه، مورد توجه محققین قرارگرفته است. درروش اسپاترینگ، خواص لایه تشکیل شده به پارامترهایی مثل دمای زیرلایه، فشار جزئی اکسیژن، توان تخلیه اسپاترینگ، فشار محیط گازوهمچنین نوع زیرلایه، بستگی دارد.

دراین تحقیق، با استفاده از دستگاه اسپاترینگ مغناطیسی رادیوفرکانسRF،ابتدا لایه نازکی از نیکل بر روی زیرلایه لام آزمایشگاهی، لایه نشانی می شودوسپس در محیط اکسیژن پخت می گردد.دما پارامتری است که در انجام این تحقیق مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است ،به نحوی که ابتدا نمونه های لایه نشانی شده در شرایط یکسان تهیه گردید وسپس در دماهای مختلف، پخت شدند.در ادامه خواص اپتیکی و آب دوستی این نمونه ها بررسی ومقایسه می گردند .

روش تجربی

ابتدا لام های شیشه ای که قرار است به عنوان زیرلایه برای لایه نشانی به کار رود را با آب و صابون شسته و به ترتیب به مدت ده دقیقه در بشر حاوی استون در دستگاه اولتراسونیک قرارداده و بعد از اتمام این مرحله پانزده دقیقه در بشر حاوی متانول در دستگاه اولتراسونیک قرار می دهیم.لام های تمییز شده را در داخل نگهدارنده زیرلایه قرار داده و در داخل دستگاه اسپاترینگ در فاصله هفت سانتی متری از سطح ماده هدف
(دیسک نیکل به قطر ۲ اینچ و ضخامت ۲ میلی متر وبا خلوص

(۹۹/۹۹% قرار می دهیم؛ توسط ترکیب سری دو پمپ روتاری و دیفیوژن، محفظه لایه نشانی تا فشار زمینه ×۱۰-۶ Torr4 تخلیه می شود. سپس این محفظه تا فشار ×۱۰- ۲ Torr4 از گاز آرگون با خلوص ۹۹/۹۹% پر می شود. با اعمال توان ۱۸۰W به سطح

ماده هدف ،عمل اسپاترینگ اتم های نیکل در اثر برخورد یون های آرگون به سطح ماده هدف شروع می شود. برای جلوگیری از نشستن آلودگی های روی سطح ماده هدف بر روی زیرلایه ،عمل اسپاترینگ را به مدت ده دقیقه با پوششی به نام شاتر که جلوی زیرلایه را گرفته است، انجام گردید و سپس با چرخش شاتر عمل لایه نشانی به مدت ۹۰ دقیقه انجام شد. لازم به ذکر است که بازتاب توان اعمالیRF حدود اندازه گیری گردید.پس ازاتمام لایه نشانی،نمونه های تهیه شده را در کوره لوله ای در محیط اکسیژن خالص در دماهای مختلف۱۰۰ Cو۳۰۰ Cو ۵۰۰ C به مدت ۴

ساعت پخت گردید؛ شیب دمایی برای رسیدن به دمای مورد نظرحدود برای کلیه نمونه ها استفاده شد، در پایان نمونه های پخت شده به تدریج در دمای اتاق سرد شدند.

شکل :۱ تصویر SEM از نیکل لایه نشانی شده بر سطح زیر لایه لام.الف)قبل

ازپخت ب) پس از پخت در دمای ۵۰۰ C

نتایج وبحث

براساس تحلیل تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی((SEM

مشخص گردیدکه ساختار لایه های نازک پخت شده بصورت

۸۴

نانومیله بوده(شکل(۱و قطر آنها در حدود ۳۰ تا ۴۰ نانو متر اندازه گیری شد. همچنین هنگامی که لایه ها در دمای ۵۰۰ C پخت می شود، نانومیله های تشکیل شده یکنواخت تر شده و فاصله بین میله ها به وضوح افزایش یافته است؛ به عبارت دیگر نسبت سطح به حجم نمونه ها زیاد شده است.

برای محاسبه انرژی گاف این نانو میله ها از روش اپتیکی رابطه (۱) استفاده شد: [۱۵ ]

در این رابطه A یک ثابت ، Eg انرژی گاف اپتیکی، ضریب جذب وh انرژی فوتون فرودی می باشد. مقدار n به نوع انتقال الکترونی که باعث جذب فوتون شده است بستگی دارد. مقدار n

برای انتقال مستقیم الکترون گزارش شده است [۱۶].

منحنی تغییرات (h)2 بر حسب h خطی است. با رسم خط مماس بر این منحنی و بدست آوردن محل تقاطع با محو h مقدار

انرژی گاف را می توان، بدست آورد(شکل.(۲

این محاسبات برای سه نمونه که در دماهای C100، ۳۰۰C

و ۵۰۰ C پخت شده است صورت گرفت ومقدار انرژی گاف برای این نمونه ها به ترتیب ۳/۸۷±۰/۰۱eV و ۳/۸۵±۰/۰۱eV و

۳/۷۷±۰/۰۱eV بدست آمد. نتایج حاکی از آن است که با افزایش دمای پخت، انرژی گاف کاهش یافته است.

به منظور بررسی خواص آب دوستی نمونه ها، از روش متداول اندازه گیری زاویه تماس(( سطح نمونه با قطره آب استفاده گردید. شکل (۳) منحنی تغییرات زاویه تماس اندازه گیری شده را بر حسب دمای پخت نشان می دهد. لازم به ذکر است در این منحنی نیکل بدون پخت دارای زاویه تماس ۱۱۰ درجه (آب گریز) در دمای اتاق می باشد .