ايران

تهيه نانو ذرههای ژرمانيوم با استفاده از روش کلوئيدی و مشخصه يابي آنها

صنم ترخوراني
تهران، دانشگاه آزاد اسلامي واحد تهران مرکز، دانشکده فيزيک
مرتضي ساساني قمصري*+، اميرحسين ساساني قمصري تهران، پژوهشگاه علوم و فنون هستهاي، پژوهشکده ليزر و اپتيک

چكيده: در اين پژوهش براي اولين بار نانوذرههاي کلوئيدي ژرمانيوم به عنوان يک منبع نور آبي توسط يک روش ساده تهيه شده و مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين روش از ترکيب پلي وينيل پايروليدين به عنوان ماده عاملدار کننده سطحي ذرهها و کنترل اندازه آنها استفاده شده است. براي بررسي ويژگيهاي نوري نانو ذرهها تهيه شده ،پرتو جذبي بازهي مرئي- فرابنفش و پرتو نشري آنها مورد مطالعه قرار گرفت. همچنين از روش، پرتوسنجي تبديل فوريه فروسرخ براي تعين نوع پيوندهاي شيميائي استفاده شد. از ميکروسکوپ الکتروني عبوري به منظور اندازه ذرهها و ريختشناسي استفاده شد. نتيجههاي تجربي نشان داد که نانوذرههاي تهيه شده کروي با تنوع اندازه بين 5 تا 01 نانومتر هستند. نانوذرههاي ژرمانيوم تهيه شده داراي قابليت نشر نور آبي با قله واقع در 445 نانومترهستند.
همچنين، انرژي گاف نانوبلورها کلوئيدي ژرمانيم براساس نمودار Tauc مورد بررسي قرار گرفت که برابر
2 الکترون ولت بود. ساختار شبه امورف نانوذرهها نيز توسط الگوي پراش اشعه X، مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت.
واژههاي كليدي: نانو ذرههاي ژرمانيوم؛ پلي وينيل الکل؛ ويژگيهاي نوري؛ پرتوسنجي تبديل فوريه فروسرخ .(FT-IR)
KEYWORDS: Gel colloidal nanoparticles; Polyvinyl pyrrolidone; Optical properties; FT-IR.

مقدمه
ژرمانيم از مهمترين عنصرهای نيمرسانا با کاربردهای مهم تصويربرداری زيستی، حافظههای جانبی و باتریهای يون ليتيوم درصنعت الکترونيک به حساب میآيد. شاخص ترين ويژگی اين ماده به تازگی موضوع پژوهشهای بسياری بوده اند و ويژگیهای يگانه غيرسمی بودن و سازشپذيری با محيط طبيعت است. آنها بهطور چشمگيری مورد مطالعه قرار گرفته است. بهطور کلی به گونهای که اين ماده با عنوان عنصر سبز نيز نامگذاری میشود. ويژگیهای جذبی و تابشی نانوذرههای ژرمانيم به عاملهای ازآنجا که ژرمانيم يک ماده نيمه رسانای با گاف انرژی بازترکيب از ترازهای مربوط به باندهای سطحی نانو ذرهها و نيز غير مستقيم که معادل 76/0 الکترون ولت است، درحالت توده اثر محبوس شدن کوانتومی حاملهای بار در هسته نانوذرهها ويژگیهای نوری )جذبی و تابشی( با بازدهی کمی از خود نشان میدهد .نسبت داده میشود.
با اين وجود، نانوذرههای ژرمانيم به دليل داشتن ويژگیهای نوری گزارشها بيانگر از آن است که نانوساختارهای ژرمانيم وابسته به اندازه و نيز پتانسيل کاربرد در صنايع الکترونيکی، با اندازههای کمتر از به تقريب 5/11 نانومتر ) شعاع اکسايتون بوهر( ،

+E-mail: [email protected] عهده دار مکاتبات *
3
ناشی از اثرهای محبوس شدن کوانتومی حاملهای بار ،ويژگیهای گسيل نوری با بازدهی مناسب درناحيه پرتو مرئی و همچنين ميزان جذب بالا در ناحيه فرابنفش از خود نشان میدهند. از اين نانو ذرهها میتوان به عنوان منبع نور آبی، نشانگرهای زيستی و شناسگر يونهای فلزی بويژه يون آهن استفاده کرد] 5-1[.
همچنين از اين نانوذرهها میتوان برای ساخت وسيلههای فتونيکی نيز بهره برد [4]. در طی دو دهه گذشته روشهای گوناگونی برای تهيه نانو ذرههای ژرمانيوم استفاده شده است که از آن جمله میتوان به روش کند و سوز ليزری، روش سل ـ ژل ،تجزيه گرمايی و فرايند احيای ترکيبهای اکسيدی ژرمانيم برای توليد نانو ذرههای ژرمانيم اشاره داشت [8-7]. برای نمونه میتوان از روش واکنش نمکهای زينتل ژرمانيم که ترکيب فلزهای قليائی يا قليائی خاکی و ژرمانيم را در برمیگيرد و شامل NaGe, KGe يا Mg2Ge میباشند، برای اين منظور استفاده کرد. در شکل 1 میتوان ساختار و چگونگی قرارگرفتن اتمها در ساحتار نمک زينتل NaGe را ديد. توضيحهای بيشتر مربوط به نمکهای زينتل در مرجع [9] قابل دسترسی است.
تيلور و همکاران با واکنش بين ژرمانيم تتراکلريد و نمکهای
زينتل ژرمانيم و سپس بازروانی درون Glyme يا Diglyme برای 120-8 ساعت اقدام به توليد نانو بلورهای ژرمانيم با ليگاند کردند که میتواند با به راحتی با ليگاندهای ديگر جايگزين شود. اين نانو ذرهها دارای کمترين اکسايش سطحی بوده و با وجود تغييرها در ليگاند
-2295-2187585

اتم
ژرمانيم

های

اتم
سديم

های

اتم

ژرمانيم

های

اتم

سديم



قیمت: تومان

دسته بندی : شیمی و مهندسی شیمی

دیدگاهتان را بنویسید