X-ray Diffraction. Transmission electron microscopy. Ultraviolet visible spectroscopy

Transcript

1 67-53 ص زمستان و پاییز 1 شمارة )س( الزهرا دانشگاه کاربردی فیزیک مجلة ذرات نانو نوری خواص بررسی و تولید منگنز با آالئیده و خالص روی اکس ید ]II[ حسینخانی پرویز ]I[ مژدی میثم meisam.physics@gmail.com حسین)ع( امام دانشگاه فیزیک گروه ]I[ حسین)ع( امام دانشگاه فیزیک گروه ]II[ چکیده معکوس مایسل روش به منگنز با آالئیده و خالص اکسیدروی ذرات نانو ذرات نانو ای ن نوری و س اختاری ویژگیهای اندازه ش دهاند. تولید الکترونی میکروسکوپ 1 )XRD( ایکس پرتو پراش دس تگاه توس ط گرفتند. قرار بررس ی مورد 3 UV-Vis س نج طیف و 2 )TEM( عب وری میکند. تایید را ذرات نان و ورتزایت فاز تش کیل X پرتو پراش الگوی انرژی انرژی گاف میرائی ضریب مانند ذرات نان و نوری ویژگیهای ثابتهای شکست ضریب نفوذ عمق آس تانهگذار موج طول اورباخ و مرئی طیفس نجی دادههای توس ط نوری رس انایی و دیالکتریک شدند. محاسبه فرابنفش 1390/02/20 دریافت: تاریخ 1390/11/09 تصویب: تاریخ ذرات نانو معک وس مایس ل روی اکس ید کلیدی: واژههای نوری خواص مقدمه 1. الکترون 3/2 مستقیم انرژی گاف با II-VI نیمهرس انای خانواده مهم اعضای از یکی روی اکس ید روی اکس ید امروزه اس ت. اتاق دمای در میلیالکترونولت 60 اکس یتونی بس تگی انرژی و ولتی بسیاری توجه فوتوالكتريكی و الكتريكی كاربردهای برای فرد به منحصر فیزیکی ویژگیهای بخاطر و اندازهگيری برای مهم پارامتر دو ريختشناس ی و اندازه اس ت. نموده جلب بخود را محققین از اکسید ذرات نانو میباشند. تولید روش تاثیر تحت که هس تند ذرات نانو فيزيكی خواص شناس ايی میشوند. تولید تهنشینی و ژل سل هیدروترمال معکوس مایسل نظیر روشها از برخی توسط روی 1 X-ray Diffraction 2 Transmission electron microscopy 3 Ultraviolet visible spectroscopy

2 منگنز با آالئیده و خالص روی اکسید ذرات نانو نوری خواص بررسی و تولید 54 اپتيکي الكتريكي صنايع در زيادي کاربردهای داراي س راميكي ماده يك عنوان به روي اكس يد اکسید خوب کاربردی قابلیت و خاص الكتريكی و نوری خصوصيات است. پزشكي و الکترواپتيکي و مرئی لیزرهای گازی توربینهای وریستورها گازی حسگرهای در آن از اس تفاده به منجر روی خورشیدی سلولهای اجزای برای باال عبوردهی قابليت با اكسيدی رسانای پوش شهای و فرابنفش فراهم اپتيكي تجهيزات در را ماده اين اس تفاده امكان روی اکس ید فتولیانی خاصيت اس ت. ش ده اکسید میباشد. ماوراءبنفش اشعه كننده ساطع های دستگاه در آن كاربرد بيشترين که اس ت آورده يك تیتانیوم اکس ید همانند ش يميايی و نوری خوردگی مقابل در پايدار خصوصيات خاطر به روی در نيز روی اکسید سوس وزني خاصيت اس ت. خورش يدی انرژی تبديل در بالقوه نيمههادی ماده رد معمول طور به روی اکس ید فیزیکی خواص ميشود. استفاده يونس از تابشهای آشكارس ازي مورد راههای از یکی ناخالصسازی است. شده بررسی آن نوری و الکتریکی خواص مش خصهیابی عنوان به معکوس مایسل روش ] 1 و 2 [. نیمهرساناهاست نوری و الکتریکی خواص تغییر برای استفاده مایسل روش در میشود. استفاده آبی محیط و اتاق دماي در نانوذرات رشد براي سودمندي سیس تم قرار روغن از حجمی در که میپوشانند را آبی محلول کرههاي سطحی فعال مولکولهای معکوس متوقف ذرات رشد سپس میگیرند صورت ریز مقیاس در آبی حوضچههاي در واکنشها میگیرد. اندازه میتوان روغن به نس بت آبی محلول حجم کنترل با میگردد. محدود آنها اندازه و میش ود نانو سطح با اندرکنش در و یکدیگر با پیوند ایجاد با سطحی فعال مواد قطبی سر داد. تغییر را ذرات میشود ریزتر ذرات نانو تولید س بب امر همین و میکنند جلوگیری ذرات بین پیوند ایجاد از ذرات روی اکسید ذرات نانو معکوس مایس ل روش از اس تفاده با تجربی طور به پژوهش این در ] 3 و 4 [. است. گرفته قرار بررسی مورد آنها نوری ویژگیهای و شده تولید منگنز با آالئیده و خالص آزمایش نحوهی 2. مواد 1.2. هیدرواکسید منگنز اس تات روی اس تات از: عبارتاند مطالعه مورد نمونه تهیه برای مصرفی مواد Across و Merck ش رکتهای از باال خلوص با مصرفی مواد تمامی بوتانول. n- و 1 PVP پتاس یم است. شده خریداری روش 2.2. دو کردن مخلوط با معکوس مایسل روش توس ط منگنز با آالئیده و خالص روی اکس ید ذرات نانو آب 0/4 نسبت با بوتانول PVP آب صورت به امولسیون )ترکیب روغن در آب امولسیون برابر حجم معین نسبت با منگنز و روی )استاتهای روی استات درصد 20 آبکی محلول شامل یکی که )PVP به 1 Polyvinylpyrrolidone

3 55 میثم مژدی پرویز حسینخانی 99:1 برای نمونه آالئیده( و دیگری شامل محلول آبکی 20 درصد هیدرواکسید پتاسیم بود تهیه شدند. این دو محلول قطره قطره با یکدیگر مخلوط و توسط همزن مغناطیسی به شدت همزده شدند. سپس توس ط سانتریفیوژ ذرات تهنشینی از امولسیون جدا شدند و با آب مقطر گرم و اتانول خالص شستشو داده ش دند. در نهایت رسوب بدست آمده به مدت سه ساعت در دمای 250 درجه داخل کوره قرار داده ش د تا پودر نانو ذرات بدس ت آید. مطالعات طیف سنجی XRD توسط دستگاه Scifert 3003 TT با تابش )Cu-kα( طول موج 1/54 انگس تروم و با س رعت گامهای 0/05 درجه بر ثانیه و طیف س نجی مرئی و فرابنفش توسط دس تگاه PerkinElmer مدل Lambda45 انجام شد. تصویربرداری میکروسکوپ الکترون عبوری توسط دستگاه Zeiss مدل EM 900 و با ولتاژ 80 kv صورت گرفت. 3. نتایج و بحث 1.3. آنالیز طیف سنجی XRD نانو ذرات اکس ید روی خالص و آالئیده با منگنز که از طریق آزمایش بدس ت آمدند توسط طیف پراش پرتو ایکس مورد بررسی قرار گرفتند )شکل 1 و 2(. شکل 1. طیف XRD نانو ذرات اکسید روی خالص شکل 2: طیف شکل 2. نانو ذرات طیفاکسید XRD روینانو آالئیده با منگنز ذرات اکسید روی آالئیده با منگنز

4 منگنز با آالئیده و خالص روی اکسید ذرات نانو نوری خواص بررسی و تولید 56 صفحات به مربوط ترتیب به طیفها این اصلی قله س ه که میدهد نش ان XRD طیف بررس یهای )JCPDS no ( روی اکس ید ورتزایت بلوری س اختار با منطب ق )101( و )002( و )100( آالئیده نمونه و انگس تروم c = و 5/20710 a = خالص 3/25010 نمونه ش بکه ثابتهای میباش ند. ثابتهای با مقایس ه در آالئیده نمونه ش بکه ثابتهای انگس تروماند. c = و 5/21251 a = 3/25682 است دلیل این به افزایش این میباشند. بزرگتر کمی انگستروم( c = 5/205 و a = )3/249 مرجع شبکه جایگزین شبکه در انگستروم 0/6 یونی شعاع با روی جای به انگستروم 0/66 یونی شعاع با منگنز که نتیجه در و میگردد نمونه واحد س لول در چگالی کاهش سبب شبکه های ثابت افزایش میش ود. خواص که میدهد افزایش اندکی را نمونه ش فافیت و کمتر ماده الکترون با فرودی نور برهمکنش نانو چگالی XRD دادههای از استفاده با میدهد. قرار الشعاع تحت را نوری خواص جمله از فیزیکی است شده محاس به 5/645 و 5/674 gr/cm 3 ترتیب به منگنز با آالئیده و خالص روی اکس ید ذرات قلهی هیچ پراش نقشهای میباشند. آالئیده ذرات نانو از چگالتر خالص ذرات نانو میدهد نشان که نسبت آالئیده ذرات نانو XRD طیف قلههای موقعیت اما نمیدهند نشان آالئیده نمونه برای را اضافی 4[. و ]3 است شبکه ساختار در منگنز وجود نشانگر که است شده جابجا کمی مرجع نمونه به با نیمههادی ذرات نان و نوری طیف ش دت دارند. مس تقیمی ارتباط ذرات اندازه با نوری خواص اب متناظر اصلی قله به مربوط دادههای جایگذاری با ذرات نانو اندازه میکند. تغییر آنها اندازه تغییر در که میشود بیان 1 رابطه صورت به شرر فرمول است. آمده بدست شرر فرمول در )101( صفحه در پهنا β انگس تروم 1/54 با برابر و ایکس پرتو موج طول λ 0/9 مقدار با ش رر ثابت k رابطه این و شرر فرمول از استفاده با ]5[. میباشد نانومتر برحسب ذرات اندازه D و رادیان حسب بر نیمبیشینه و 18 تقریبا منگنز با آالئیده و خالص روی اکس ید ذرات نانو متوس ط اندازه XRD طیف دادههای منگ با آالئیده و خالص میباشند. نانومتر 21 k )1( D cos بر نمود قانون محاسبه از توان )2 می ابطه نمود: ا محاسبه 2( )رابطه براگ قانون از میتوان را ذرات نانو شبکه صفحات بین فاصله n )2( d 2sin مشاهده نمایید. 1 جدول مشاهده در 1 جدول در میتوانید را XRD دادههای به مربوط بلوری ساختار محاسبات روی به نسبت بزرگتر یونی شعاع داشتن دلیل به منگنز که میشود نتیجه 1 جدول دادههای مقایسه از ذرات نانو اندازه تفاوت همچنین است. شده آالئیده نمونه در شبکه صفحات بین فاصله افزایش سبب منگنز و روی یونهای بین مغناطیسی برهمکنش زیرا ]4[. میباشد منگنز مغناطیسی خواص از ناشی روی-منگنز بین یونی پیوند طول نتیجه در میباشد روی یونهای بین مغناطیسی برهمکنش از بیشتر میشود. آالئیده ذرات نانو اندازه کاهش سبب و روی-روی از کمتر

5 57 حسینخانی پرویز مژدی میثم ذرات نانو XRD طیف دادههای محاسبات 1. جدول روی اکسید ذرات نانو hkl 2θ ( o ) FWHM Lattice distance (A o ) Size (nm) خالص / /3983 0/3799 0/2317 2/8146 2/ /7 35/ /2233 0/3873 2/ /6 منگنز با آالئیده / /3138 0/5006 0/2615 2/8204 2/ /5 31/ /1310 0/4551 2/ /4 عبوری الکترونی میکروسکوپ تصاویر 2.3. نانو TEM تصاویر در میدهد. نشان را ذرات نانو عبوری الکترونی میکروس کوپی تصویر 3 ش کل حدود در ذرات نانو اندازه هستند. هم از جدا صورت به که شدهاند عالمتگذاری روی اکسید ذرات دارند. تطابق ایکس پرتو پراش دادههای از حاصل محاسبات با که میباشند نانومتر 20 نانومتر 50 بزرگنمایی با روی اکسید ذرات نانو عبوری الکترونی میکروسکوپ تصویر 3. شکل UV-Vis طیفسنجی مطالعات 3.3. رد بینابسنجی از استفاده ذرات نانو تحلیل منظور به روشها دسترسترین در و جالبترین از یکی اندازهگیریهای از نمونه نوری مشخصههای که است الکترومغناطیس امواج فرابنفش و مرئی ناحیه نانو بنفش ماورای تراگسیل و جذبی بینابهای 5 و 4 ش کلهای میآید. بدست تراگس یل و جذبی ابتدا UV-Vis طی ف تهیه جهت میدهند. نش ان را منگنز با آالئیده و خالص روی اکس ید ذرات دو میشود. تهیه شد استفاده ذرات نانو تولید در که معینی نسبت با PVP و بوتانول آب امولس یون

6 58 تولید و بررسی خواص نوری نانو ذرات اکسید روی خالص و آالئیده با منگنز شکل 4: بیناب شکل 4. جذبیناب مرئی و جذبی فرابنفش مرئی نانو ذرات فرابنفش اکسید نانو روی ذرات خالص )1( اکسید وروی اکسید روی خالص )1( آالئیده با منگنز و اکسید روی آالئیده با منگنز )2( شکل 5. بیناب تراگسیل مرئی و فرابنفش نانو ذرات اکسید روی خالص )1( و اکسید روی آالئیده با منگنز )2( امولسیون که یکی به صورت نمونه مرجع و دیگری شامل مخلوط نانو ذرات معلق در امولسیون است در س لهای کوارتز دستگاه طیف س نج مرئی و فرابنفش ریخته میشوند. بررسی بینابهای جذبی ماورای بنفش نش ان میدهد که طول موج قله اصلی نمونهها 301 نانومتر میباش د که کمتر از طول موج حالت عادی اکسید روی )388 نانومتر( میباشد ]2[. در طیف جذبی انتقالی به س مت طول موجهای کوتاهتر مش اهده میشود که در اثر کاهش اندازه ذرات و افزایش گاف انرژی میباش د. در نانو ذرات فاصله بین الکترون- حفره توسط اندازه ذرات کنترل میشود به طوری که با ریز شدن اندازه ذرات تا مقیاس نانومتری حرکت اکسیتونها محدود و انتقالی در طیف نوری مشاهده میشود.

7 59 حسینخانی پرویز مژدی میثم خود مقدار حداقل به تا مییابند کاهش س ریعا تراگسیل بینابهای ش دت بنفش ماورای ناحیه در ذرات اندازه کاهش است. ماده الکترونهای با فرودی نور قوی برهمکنش دهنده نش ان که برسند الکترونی جذب نوع از جذب این مییابد. کاهش نور عبور نتیجه در و میدهد افزایش را مرزدانهها نمیشوند جذب و نمیکنند عبور که پرتوهایی میش ود. ماده نواری گاف تشکیل موجب و اس ت مدع بر تاییدی که میباشند باالیی شفافیت دارای نمونهها مرئی موجهای طول در میشوند. بازتاب میباشد. ناحیه این در بازتاب نمونه ضخامت و )A( جذب مقدار از که اس ت متناس ب نمونهها جذب حدود با )α( جذب ضریب رابطه از استفاده با جذب ضریب از )k( میرائی ضریب همچنین میآید. بدست )3( رابطه توسط )t( ]5[. میباشد جذبی طیف موج طول λ رابطه این در که میشود محاسبه )4( )3( A t k 4 )4( ج نش ان فوتون انرژی 7 و 6 های ش کل در جذبی فوتون انرژی از تابعی صورت به میرائی ضریب و جذب ضریب شدهاند. داده )1( خالص روی اکسید ذرات نانو شده محاسبه جذب ضریب 6. شکل )2( منگنز با آالئیده روی اکسید و انرژیهای در جذب لبه در فرودی فوتونهای و رس انش الکترونهای بین قوی برهمکنش دلیل به است. یافته افزایش جذب ضریب الکترونولت( 3/1 از )بیشتر فرابنفش ناحیه با متناظر چش مگیری افزایش اس ت زیاد فوتون و الکترون برهمکن ش که جذب لبه در میرائ ی ضری ب نمونه میرائی ضری ب میباش د. خالص نمونه از بیش تر آالئیده نمون ه برای که میده د نش ان را صورت به آالئیده نمون ه در که حالی در اس ت نوس اناتی با همراه بلند موجهای طول در خال ص

8 60 تولید و بررسی خواص نوری نانو ذرات اکسید روی خالص و آالئیده با منگنز خط ی با ش یب مالی م کاهش مییابد که ناش ی از وج ود منگنز در ش بکه نانو ذرات میباش د. گاف ان رژی نان و ذرات را م ی ت وان با اس تفاده از رابط ه )5( بدس ت آورد ]6[. در ای ن رابطه E D یک ثابت اس ت. E g گاف ان رژی و α ضری ب ج ذب اپتیک ی hν انرژی فوت ون جذب ی 2 ) h ( E ) h ( )5( D E g شکل 1 :شکل ضریب 7. میرائی ضریب محاسبه میرائی شده نانو محاسبه ذرات شده اکسیدنانو رویذرات خالص )1( و اکسید روی اکسید روی خالص )1( آالئیده با منگنز و اکسید روی آالئیده با منگنز )2( )5( بر )αhv) بر حسب حسب انرژی انرژی فوتون جذبی فوتوننانو جذبی ذرات نانو اکسید ذرات روی اکسید خالص )1( رویو اکسید خالص )1( روی 8:5. نمودار نمودار 2 شکل و اکسید روی آالئیده با منگنز )2( با رسم نمودار معادله 5 و برون یابی از شکل 8 گاف انرژی نانو ذرات اکسید روی خالص و آالئیده با منگنز به ترتیب 3/58 و 3/53 الکترون ولت بدست میآید. گاف انرژی نانو ذرات در مقایسه با گاف انرژی حالت پایه )3/2 الکترون ولت( افزایش یافته است. این تغییر ناشی از کاهش اندازه نانو ذرات میباشد که به صورت افزایش گاف نواری انرژی ظاهر میشود. همچنین مشاهده میشود که گاف

9 61 میثم مژدی پرویز حسینخانی انرژی نمونه آالئیده کمتر از گاف انرژی نمونه خالص میباشد که ناشی از خواص مغناطیسی منگنز میباش د. افزایش منگنز باعث افزایش خواص مغناطیسی نمونه میشود درنتیجه پتانسیل برهمکنش قویتر شده و گاف انرژی نانو ذرات آالئیده نسبت به نانو ذرات خالص کاهش مییابد ]4[. برای محاس به اندازه لبه انرژی )ΔE( چگالی حاالت مدل اورباخ )Urbach( ارائه ش ده و توس ط رابطه )6( بیان میشود ]6[: h )6( ln) ( c E در این رابطه c یک ثابت و ΔE انرژی اورباخ میباش د که از معکوس شیب نمودار ln(α( بر حسب انرژی فوتون بدست میآید که در شکل 9 نشان داده شده است. انرژی اورباخ برای مشخص کردن درجه بینظمی )که وابسته به تاریخچه حرارتی ماده میباشد( در آمورف ها و بلورها استفاده میشود. مواد با انرژی اورباخ باالتر تمایل تبدیل بیشتری به پیوندهای ضعیف و نقایص دارند. در نتیجه غلظت نقایص میتواند با اندازه گیری انرژی اورباخ تخمین زده ش ود. با توجه به شکل 9 انرژی اورباخ نانو ذرات اکسید روی خالص و آالئیده با منگنز به ترتیب 0/74 و 1/23 الکترون ولت محاسبه می شود. افزایش انرژی اورباخ در نانو ذرات اکسید روی آالئیده با منگنز نسبت به نانو ذرات اکسید روی خالص ناشی از ناراستیهای بلوری در نانو ذرات آالئیده است که عمدتا ناشی از آالیش منگنز میباشد که نشان میدهد افزایش ناخالصی در شبکه بلوری باعث افزایش نقایص در نانو ذرات میشود. بر حسب انرژی فوتون فوتون جذبی جذبی برای نانو برایذرات نانو اکسید ذرات روی اکسید خالص روی )1( و خالص اکسی )1( شکل شکل 9.:: تغییرات ln(α) و اکسید روی آالئیده با منگنز )2( در ط ول موج آس تانه اولین گذار از نوار ظرفیت به نوار اکس یتون رخ میدهد ل ذا طول موج نور فرودی باید بیش تر از طول موج آس تانه باش د تا گذار از نوار ظرفیت به نوار اکس یتونی انجام شود. ب رای تعیی ن طول موج آس تانه طیف جذب ی ماورای بنف ش) sλ ( میت وان از رابطه )7( اس تفاده

10 62 تولید و بررسی خواص نوری نانو ذرات اکسید روی خالص و آالئیده با منگنز نم ود ]7[. در این رابط ه A λ و k به ترتیب مقدار جذب طول موج و یک ثابت تجربی میباش ند. A ) ( k) ( s )7( λ s با رسم )A/λ) 2 بر حسب λ/1 از برون یابی با رسم مماس در قسمت خطی بر نمودار طیف مقدار بدست میآید. طول موج آستانه محاسبه شده برای نانو ذرات اکسید روی خالص و آالئیده با منگنز به ترتیب 347 و 352 نانومتر میباش د که از ش کل 10 توسط برونیابی بدست آمده است. این طول موجها به ترتیب متناظر با مقدار انرژی 3/58 و 3/53 الکترون ولت میباش ند که برابر با اندازه گاف انرژی نانو ذرات اکسید روی خالص و آالئیده با منگنز است. انرژی آستانه برای گذار در نانو ذرات آالئیده کمتر از نانو ذرات خالص میباشد. آالئیدن نانو ذرات با توجه به ایجاد تبهگنی باعث کاهش فاصله بین نوار ظرفیت و نوار اکسیتونی میشود که در نتیجه آن پهنای نوار اکسیتونی افزایش مییابد و انرژی گذار کاهش مییابد. شکل 10. نمودار )A/λ) 2 بر حسب λ/1 برای نانو ذرات اکسید روی خالص )1( و اکسید روی آالئیده با منگنز )2( یک ی از پارامتره ای مهم در تعیین خواص نوری مواد عمق نفوذ میباش د که برابر عکس ضریب جذب میباش د. در ش کل 11 عمق نفوذ نانو ذرات در دمای اتاق نش ان داده ش ده است. در طول موجهای مرئی عمق نفوذ زیاد میباش د در صورتی که در طول موجهای فرابنفش به حداقل مقدار خود میرسد. در طول موج لبه جذب بدلیل برهمکنش قوی بین الکترونهای رسانش و فوتونهای فرودی عمق نفوذ به کمترین مقدار خود میرس د. این خاصیت منجر ب ه کاربرد این نانو ذرات در تجهیزات اپتیکی میشود. ضریب شکست یک محیط مقیاسی برای نشان دادن کاهش سرعت نور در آن محیط نسبت به خالء

11 63 حسینخانی پرویز مژدی میثم نمونه شکست ضریب 9 رابطه از اس تفاده با و 8 رابطه از ذرات نانو نوری بازتاب محاس به با اس ت. ]5[. میشود محاسبه R 1 A T )8( 1 R n 1 R 4R k R )9( موجهای طول در ذرات و مختلف متغ منگ با آالئیده )1( روی خالص اکسید روی و )1( اکسید ذراتخالص روی نانو اکسید موج ذرات طول حسبنانو موج طول بر نفوذ عمقحسب بر نفوذ عمق 11. شکل 11: شکل )2( منگنز با آالئیده روی اکسید و )ناحیه بلند موجهای ط ول در اس ت. متغییر مختلف موجهای طول در ذرات نانو شکس ت ضریب )ناحیه کوتاه موجهای طول در مییابد. کاهش ثابت ش یب با ذرات نانو شکس ت ضریب ش فاف( با میرسد. خود مقدار حداکثر به الکترون و فوتون قوی برهمکنش علت به شکست ضریب جذب( 1/6 مقدار از ذرات نانو شکست ضریب موج طول کاهش با که میشود مشاهده 12 شکل به توجه ]5[. دارد همخوانی است شده انجام اخیرا که تحقیقاتی با نتیجه در مییابد افزایش 2/35 تا دارای الکتریکی میدانهای در گرفتن قرار هنگام که میرود کار به موادی برای دیالکتریک ثاب ت دیالکتریک ثابت موهومی و حقیقی قس متهای 14 و 13 ش کلهای هس تند. قطبیدگی خاصیت از موهومی قسمت و ε r n= 2 k- 2 رابطه از حقیقی قسمت میدهند. نشان موج طول حسب بر را نمونهها ]5[. میباشند نمونهها میرایی ضریب k و شکست ضریب n روابط این در میآید. بدست ε i =2nk رابطه خالص روی اکسید ذرات نانو الکتریک دی ثابت موهومی و حقیقی قسمت دو هر شفاف ناحیه در است نوسان دارای منگنز با آالئیده روی اکسید ذرات نانو برای اما میکنند تغییر کم خطی ش یب با الکترون بین قوی برهمکنش اثر بر جذب ناحیه در است. بلوری شبکه در منگنز وجود از ناش ی که قسمت اندازه میباشد. بیش تر کوتاهتر های موج طول س مت به تغییرات این جذب لبه در فوتون و

12 64 تولید و بررسی خواص نوری نانو ذرات اکسید روی خالص و آالئیده با منگنز شکل 12: شکل 12. ضریب ضریب شکست بر شکست حسب برطول حسب موج نانو طول موج ذرات نانو اکسیدذرات روی خالص اکسید )1( رویو آالئیده خالصبا )1( منگنز )2 و آالئیده با منگنز )2( حقیقی ثابت دیالکتریک بیشتر از قسمت موهومی آن است. خاصیت قطبیدگی نانو ذرات در ناحیه ماورای بنفش بیشتر میباشد و میتوان از این خاصیت در طول موجهای کوتاه جهت ایجاد پرتوهای قطبیده استفاده نمود. شکل 13: شکل 13. قسمت قسمت حقیقی ثابت حقیقی دیثابت الکتریک دینانو ذرات الکتریک نانو اکسید روی ذراتخالص اکسید )1( و روی آالئیده با خالص )1( منگنز )2( و آالئیده با منگنز )2( رس انندگی نوری نانو ذرات با اس تفاده از رابطه 10 قابل محاسبه میباش د. در این رابطه α ضریب جذب n ضریب شکست و C سرعت نور میباشد ]8[. nc )10( 4 ی نانو ذرات ر

13 65 حسینخانی پرویز مژدی میثم )2( منگنز )1( با خالص رویآالئیده و )1( اکسید ذراتخالص روی اکسید نانو الکتریک ذرات دینانو الکتریک دیثابت موهومی ثابت موهومی قسمت قسمت 14. شکل 14: شکل )2( منگنز با آالئیده و در نمونهها نوری رسانندگی میدهد. نشان را ذرات نانو انرژی برحسب نوری رسانندگی 15 ش کل ات مییابد افزایش کوتاه موجهای طول در که صورتی در میکند تغییر مالیم ش یب با ش فاف ناحیه صورت به نوری رسانندگی الکترونولت 3/5 از باالتر انرژیهای برای برسد. خود مقدار حداکثر به انتقال انرژی برابر که ذرات نانو انرژی گاف اندازه از حاصل محاس بات با که مییابد افزایش نمایی فیبرهای ساخت در میتوان ذرات نانو خاصیت این از دارد. مطابقت است رسانش نوار به الکترونها نمود. نمود. استفاده اطالعات انتقال جهت نوری شکل )2( منگنز )1( خالص با آالئیده روی و )1( اکسید ذراتخالص نانوروی اکسید انرژی حسبذرات نانو انرژی بر نوری رسانندگیحسب بر نوری رسانندگی 15. شکل 15: )2( منگنز با آالئیده و نتیجهگیری 4. بلوری ساختار با منطبق طیفها این اصلی قله سه که میدهد نشان ذرات نانو XRD طیف بررسیهای

14 منگنز با آالئیده و خالص روی اکسید ذرات نانو نوری خواص بررسی و تولید 66 ذرات نانو برای را اضافی قلهی هیچ پراش نقشهای میباش ند. روی اکس ید هگزاگونال ورتزایت کمی خالص ذرات نانو به نسبت آالئیده ذرات نانو XRD طیف قلههای موقعیت اما نمیدهد نش ان شرر فرمول از استفاده با است. آالئیده ذرات نانو شبکه ساختار در منگنز وجود نشانگر که شده جابجا و 18 تقریبا منگنز با آالئیده و خالص روی اکسید ذرات نانو متوس ط اندازه XRD طیف دادههای و اکسید ذرات نانو انرژی گاف فرابنفش و مرئی سنجی طیف از استفاده با شدند. محاسبه نانومتر 21 با مقایس ه در که آمد بدس ت ولت الکترون 3/53 و 3/58 ترتیب به منگنز با آالئیده و خالص روی روی اکسید ذرات نانو اورباخ انرژی است. یافته افزایش ولت( الکترون )3/2 پایه حالت انرژی گاف اورباخ انرژی افزایش ش د. محاس به ولت الکترون 1/23 و 0/74 ترتیب به منگنز با آالئیده و خالص افزایش و بلوری ناراستیهای از ناشی خالص نانوذرات به نسبت آالئیده روی اکس ید ذرات نانو در برای شده محاسبه گذار آستانهی موج طول میباشد. منگنز آالیش از ناشی عمدتا که است نقایص طول این میباش د. نانومتر 352 و 347 ترتیب به منگنز با آالئیده و خالص روی اکس ید ذرات نانو گاف اندازه با برابر که میباش د ولت الکترون 3/53 و 3/58 انرژی مقدار با متناظر ترتیب به موجها مالیم شیب با شفاف ناحیه در ذرات نانو نوری رسانندگی است. آالئیده و خالص ذرات نانو انرژی برسد. خود مقدار حداکثر به تا مییابد افزایش کوتاه های موج طول در که صورتی در میکند تغییر افزایش نمایی صورت به ذرات نانو نوری رس انندگی ولت الکترون 3/5 از باالتر های انرژی ب رای رسانش نوار به الکترونها انتقال انرژی برابر که ذرات نانو انرژی گاف اندازه با مقدار این که مییابد دارد. مطابقت است References [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Cruz-Va zquez, C.; Bernal, R.; Burruel-Ibarra, S.E.; Grijalva-Monteverde, H.; Barboza-lores, M.; «Thermoluminescence properties of new ZnO nanophosphors exposed to beta irradiation» Optical Materials 27: , Kumbhakar, P.; Singh, D.; Tiwary, C.S.; Mitra, A.K.; «chemical synthesis and visible photoluminescence emission from monodispersed zno nanoparticles» chalcogenide letters l 5: , Kathirvel, P.; Manoharan, D.; Mohan, S.M.; Kumar S.; «Spectral Investigations of Chemical Bath Deposited Zinc Oxide Thin Films Ammonia Gas Sensor» Journal of Optoelectronic and Biomedical Materials 1: 25-33, Jayakumar, O.D.; Gopalakrishnan, I.K.; Kadam, R.M.; Vinu, A.; Asthana, A.; Tyagi, A.K.; Magnetization and structural studies of Mn doped ZnO nanoparticles: Prepared by reverse micelle method Journal of Crystal Growth 300: , Islam, M.R.; Podder, J.; «Optical properties of ZnO nano fiber thin films grown by spray pyrolysis of zinc acetate precursor» Cryst. Res. Technol. 44: , Yakuphanoglu, F.; Sekerci, M.; «Optical characterization of an amorphous organic thin film» Optica Applicata 2: , Caponetti, E.; Pedone, L.; Chillura Martino, D.; Panto, V.; Turco Liveri, V.; «Synthesis, size control,

15 67 میثم مژدی پرویز حسینخانی [8] and passivation of CdS nanoparticles in water/aot/n-heptane microemulsions» Materials Science and Engineering 23: , Srivastava, M.; Ojha, A.K.; Chaubey, S.; Materny, A.; «Synthesis and optical characterization of nanocrystalline NiFe2O4 structures» Journal of Alloys and Compounds 481: , 2009.