سنتز نانو ذرات اکسید زیرکونیوم و مطالعه خواص ساختاری و گاف نواری اپتیکی آن

نانو ذرات اکسید زیرکونیوم (ZrO2) به دلیل ویژگی های خاص و جالب توجه اپتیکی، کاتالیستی، مکانیکی، شیمیایی، سنسور و.... کاربرد های فراوانی داشته و به علت مقاومت مکانیکی مناسب در ساخت سرامیک مقاوم حرارتی کاربرد وسیعی دارد ]1 [. از طرفی این نانو ذره اکسید فلزی زیر مجموعه نیمه رساناهای فلزی بوده که کاربرد وسیعی در ساخت حسگرهای الکتریکی پیدا کرده است]2[. در این تحقیق، نانو ذرات اکسید زیرکونیوم (زیرکونیا) نانو ذراتی از نوع نیمه رسانای نوع p و با سه ساختار مونوکلینیک، تتراگونال و کوبیک به روش رسوب دهی مستقیم مورد بررسی قرار گرفته است ]4و3 [. در روند انجام این پروژه، مواد اولیه ی مورد استفاده برای تولید نانو ذرات اکسید زیرکونیوم مخلوط های آبکی Zrcl4 و NaOH می باشد. به منظور دستیابی به شرایط بهینه سنتز، به هنگام تشکیل پیش ماده، فاکتورهای مختلفی همچون غلظت و دماهای کلسینه تغییر داده شد تا تاثیر هر یک از آن ها بر روی اندازه ی نهایی و مورفولوژی نانو ذرات مشخص گردد. نانوذرات اکسید زیرکونیوم با اندازه 19 با آزمون XRD با اشعه ای دارای طول موج °A)15406/1 (=در محدوده 2(°80-10) بر روی نانوذرات انجام شد. از تصاویر تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و عبوری (TEM) نانوذرات اکسید زیرکونیم به صورت ذره ای سنتز شدند و طیف سنج مریی- فرابنفش (UV) برای تعیین گاف انرژی نانو ذره و در بازه 8/4-7/4 الکترون ولت پس از کلسینه شدن استفاده شد. نتایج نشان می دهد که بلورینگی با افزایش دما بهبود می یابد .همچنین محاسبات انجام شده برروی طیف (UV-VIS) نشان می دهد که با کوچک شدن نانوذرات رسانایی ماده زیاد شده و گاف انرژی این ماده کاهش می یابد که کوچک شدن اندازه ذرات می تواند بر کاهش مقاومت انتقال الکترون گونه ها تاثیرگذار باشد. امکان کاربرد این ساختار در طراحی سنسور و قطعات اپتیکی وجود دارد.

کلیدواژه ها:

اکسید زیرکونیوم ، گاف انرژی ، رسوب دهی مستقیم