مقاله ساخت نوارهای نانویی تلوریوم با روش تبخیر فیزیکی در خلأ

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

  مقاله ساخت نوارهای نانویی تلوریوم با روش تبخیر فیزیکی در خلأ دارای ۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله ساخت نوارهای نانویی تلوریوم با روش تبخیر فیزیکی در خلأ  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 مقاله ساخت نوارهای نانویی تلوریوم با روش تبخیر فیزیکی در خلأ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله ساخت نوارهای نانویی تلوریوم با روش تبخیر فیزیکی در خلأ :

مقدمه

در سالهای اخیر رشد مواد نانوساختار با خواص شیمیایی، الکتریکی، مغناطیسی و اپتیکی تغییریافته، موضوع بسیاری از تحقیقات بوده است. نانوساختارهای یکبعدی به دلیل اهمیت آنها در فهم آثار کوانتومی و همچنین پتانسیل کاربردی آنها به عنوان اجزای نانویی ادوات اپتیکی، الکترونیکی، اپتوالکترونیکی، الکتروشیمیایی و الکترومکانیکی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. نانولولهها، نانومیلهها، نانوسیمها و نوارها یا روبانهای

نانویی از جمله نانوساختارهای یکبعدی هستند که تاکنون با استفاده از روش های گوناگون فیزیکی و شیمیایی رشد داده شده اند ۱]و.[۲

تلوریوم، عنصری نیمههادی با گاف انرژی ۰/۳۴eV است.

تلوریوم و آلیاژهای این عنصر، نیمههادیهای نوع p هستند.

هدایت تلوریوم مربوط به نقصهای شبکهای است که به عنوان پذیرنده عمل می کنند.[۳] این ماده خواص جالبی مانند نوررسانایی، اثر ترموالکتریک، فعالیت کاتالیتیک و اثر قوی پیزوالکتریک از خود

۱۰۵

نشان میدهد و در دستگاههای مختلفی مانند محیطهای ضبط اپتیکی، ترانزیستورهای لایه نازک، گیجهای کششی، آشکارسازهای مادونقرمز، بیوسنسورها و حسگرهای گاز کاربرد دارد.[۴]
خاصیت پیزوالکتریسیته عنصر تلوریوم قابل توجه است و خواص الکتریکی آن، وابستگیهای دمایی غیر معمول از خود نشان میدهد. خواص الکتریکی جالب تلوریوم و ترکیبات آن، که مورفولوژیهای متنوعی از آنها مشاهده شده است، نویدبخش ساخت ادوات کاربردی بسیاری، به ویژه در مقیاس نانو، می باشد.

تلوریوم دارای ساختار بلوری شش گوشی است. در این ساختار اتمهای تلوریوم در زنجیرههایی مارپیچی مرتب میشوند که اتمهای همسایه در آن نسبت به هم به اندازه زاویه ۱۲۰ درجه چرخیدهاند، به گونه ای که هر اتم با دو همسایه نزدیکش در پیوندهای کووالانسی شرکت دارد. زنجیرهها در طول محور c
شکل می گیرند و شبکه ششگوشی با قرار گرفتن یک زنجیره در مرکز و یک زنجیره در هر شش گوشه شش ضلعی حاصل میشود.

این زنجیرهها بهوسیله نیروهای ضعیف واندروالس کنار یکدیگر نگهداشته میشوند.[۵]
یکی از روش هایی که بـرای سـنتز نانوسـاختارهای تلوریـومی مورد استفاده قرار میگیرد و در آن به هیچ نوع قالب یـا کاتالیسـتی نیاز نیست، روش تبخیر فیزیکی مـی باشـد۶]و.[۷ بـه عـلاوه، ایـن روش به فرآیندهای خالص سازی بعدی که در سـنتزهای شـیمیایی مرطوب لازم است نیازی نـدارد. همچنـین در سـنتزهای شـیمیایی مرطوب زمان واکنشی نسـبتاً طـولانی لازم مـیباشـد کـه در روش تبخیر حرارتی نیاز نیست۸]و۹و.[۱۰

در این آزمایش برای رشد ساختارها از زیرلایه های شیشـه ای استفاده شد. زیرلایه ها به مدت ۵ دقیقـه در اسـید کلریـدریک ۰/۱

مولار قرار داده شدند و سپس به مدت ۱۰ دقیقـه در آب مقطـر بـا سیستم اولتراسونیک تمیز و نهایتاً بـا جریـان هـوای گـرم خشـک شدند.
بوته حاوی ۰/۰۶۵ گرم پودر تلوریوم مرک با خلـوص ۹۹/۹۹

درصد در منطقه گرم کوره و زیرلایـه هـای تمیـز شـده در فواصـل مختلف نسبت بـه بوتـه قـرار داده شـد. سـپس محفظـه تـا فشـار ۱۰-۳ mbar تخلیه گردید. در این آزمایش برای تزریق گاز آرگـون به درون محفظه از mass flow controller استفاده شد. با تزریق ۷ sccm گاز آرگون، فشار به ۱۰-۲ mbar رسید. با افـزایش دمـای کوره، دمای بوته که در گرمترین جای کوره قرار داشت بـه مقـدار

۳۶۰C رسید. مدت زمان ۸۰ دقیقه نیز برای رشد ساختارها در نظر گرفته شد.

شکل۱ تصویر طرح واری از فرآیند تبخیر حرارتی در کوره را نشان میدهد.

شکل -۱ تصویر طرحواری از فرآیند تبخیر حرارتی در کوره لولهای

روش آزمایش

به منظور سنتز ساختارهای نانویی تلوریوم، از یک کوره لولهای تحت خلأ استفاده شد. این کوره دارای یک لوله آلومینای افقی با طول ۷۵ cm و قطر ۷/۲ cm میباشد که به منظور جلوگیری از آلودگی لوله آلومینا در حین آزمایشها یک لوله کوارتز با طول ۷۵ cm و قطر ۷cm داخل لوله آلومینا قرار داده میشود.

بحث و نتایج

ساختارهای متفاوتی روی زیرلایههای قـرار گرفتـه در نـواحی دمایی مختلف کوره شکل گرفتند. شـکل )۲الـف و ب) تصـاویر FESEM ساختارهای رشد یافته روی زیرلایه در فاصله۲۵/۵cm
از مرکز بوته در جهت جریان گاز را نشان مـی دهـد کـه در دمـای

۲۱۲C قرار داشتند. در این تصـاویر مشـاهده مـیشـود کـه اکثـر ساختارها نانومیله و نانوسیم هستند. قطر یک میله در شکل )۲الف)

۱۰۶

تقریباً ۱۴۱ nm و قطر یک سـیم در شـکل )۲ب) تقریبـاً ۱۰۵nm

نشان داده شده است.

شکل )۲ج و د) تصاویر FESEM ساختارهای رشد یافته در فاصله ۲۴/۵ cm از مرکز بوته در جهت جریان گاز که به دمای

۲۲۲C رسیده را نشان میدهد. همانگونه که در این دوتصویر مشاهده می شود، قطر ساختارها با افزایش دما افزایش یافته است.
شکل )۳د) قطر یک سیم را روی زیرلایهای که به دمای بیشینه

۲۲۲C رسیده است، تقریباً ۲۰۸ nm نشان میدهد.

شکل -۲ تصاویر FESEM ساختارهای رشد یافته روی زیرلایه هایی با دمای ۲۱۲C (الف و ب) و ۲۲۲C (ج و د).

در شکل ۳ تصاویر مربوط به ساختارهای رشد یافته روی زیرلایه در فاصله ۲۳/۵ cm از مرکز بوته در جهت جریان گاز که به دمای

۲۳۱C رسیده ارائه شده است.

در این شرایط اولاً مشاهده میشود که با افزایش دما قطر ساختارهای یک بعدی افزایش یافته است به گونهای که شکل
)۳الف) قطر یکی از این ساختارها را حدوداً ۴۳۷ nm نشان میدهد. ثانیاً تراکم بسیار زیاد ساختارهای ایجاد شده در این نمونه که در شکل )۳ب) آمده قابل توجه است. ثالثاً شکلگیری ساختارهای نواری و نانوساختارهای دوبعدی در این شرایط به وضوح قابل مشاهده است. نمونه ای از این ساختارهای دو بعدی در تصاویر )۳ج و د) نشان داده شده اند. از شکل )۳و) به وضوح دیده می شود ضخامت برخی از این ساختارها به اندازهای کم

است که ساختارهای زیرین آنها کاملاً دیده میشود. شکل )۳ه)

ضخامت یکی از این ساختارها را حدود ۳۳ nm نشان میدهد.