بررسی خواص ساختاری و اپتیکی نانوکلوییدSi:SiO2تهیه شده با روش کند و سوز لیزری

امروزه نانو ذرات نیمه هادی نور گسیل ، به سبب کاربرد گسترده و روز افزون در ادوات اپتوالکترونیک ، نانو حسگرها و در حوزه زیست فناوری بسیار مورد توجه هستند و سالانه تحقیقات زیادی جهت سنتز ، مشخصه یابی و کاربرد آن ها انجام می شود. در این بین نانو ذرات Si و SiO2 که علاوه بر گسیل نور در ناحیه مریی زیست سازگار نیز هستند به سبب امکان جایگزین با نانو ذرات سمی نظیر CdTe یا CdSe و ....سهم بزرگی از تحقیقات را به خود اختصاص داده اند[1،2]. چالش مهم در این زمینه دستیابی به طیف فوتولومینسانس در بازه مریی و با بازده بالا و در دمای اتاق می باشد. بطور کلی خواص نانو ساختارها به اندازه و مورفولوژی و شیمی سطح آن ها بستگی دارد که خود تحت تاثیر روش سنتز و شرایط آن می باشد.از جمله روش های پرکاربرد فیزیکی برای تهیه نانوکلوییدها روش کند و سوز لیزری (laser Ablation) در محیط مایع می باشد[3].در این تحقیق با استفاده از لیزر پالسی Nd:YAG نانوکلویید مورد نظر در محلول CTAB از هدف سیلیکون کلوخه ای تهیه شده و اثر انرژی لیزردر طول موج 1064 نانومتر بر خواص ساختاری و اپتیکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفته است. CTAB یکی از انواع سورفکتانت های کاتیونی پرکاربرد در سنتز در محیط مایع است. نتایج حاصل از آزمایش پراش اشعه ایکس (XRD) موید تشکیل ساختار بلوری Si و SiO2بود که با افزایش انرژی لیزر تبدیل به ساختار آمورف شد. بررسی اندازه و مورفولوژی ذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) انجام شده است. با استفاده از آزمایش FTIR نوع پیوند های سطحی تشکیل شده مشخص شده و با اندازه گیری طیف جذبی در ناحیه UV-Visible و طیف فتولومینسانس خواص اپتیکی مورد بررسی قرار گرفته است. طیف فتولومینسانس نمونه ها علی رغم تغییر ساختار بلوری، اندازه و طیف جذبی آنها با تغییر انرژی لیزر، تغییر چندانی را نشان نداده است که موید آن است که گسیل فتولومینسانس دراین شرایط ناشی از گذار نوار به نوار نیست بلکه به حالات سطحی ناشی از پیوندهای سطحی بستگی دارد. دو قله در طیف فتولومینسانس در طول موج های مرکزی 375 و 415 نانومتر مشاهده شده است که ظهور آنها امکان استفاده از این نانوکلویید را در طراحی و ساخت حسگر زیستی فراهم می آورد.

کلیدواژه ها:

نانوکلویید Si:SiO2 ، کند و سوز لیزری ، CTAB ، خواص اپتیکی