سنتز و بررسی خواص نوری و مغناطیسی اثر آلاینده همزمان بر نانو ذرات اکسید روی

در این پژوهش به بررسی اثر آلایش همزمان یون کبالت به همراه یون­های منیزیم، کلسیم و مس با استفاده از روش سل- ژل بر روی خواص ماده پرداخته شد. خواص ساختاری، ریخت­شناسی و اپتیکی نانو ذرات سنتز شده با استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM)، طیف سنجی فروسرخ (FTIR) و طیف سنجی DRS مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل به روش ریتولد الگوهای XRD ساختارتک فاز ورتزیت هگزاگونال را تایید نمود. در طیف سنجی فروسرخ باندهای مربوط به این ساختار در عدد موج در حدود cm-۱ ۴۰۰ شناسایی شد. تصاویر  میکروسکوپی نشان داد که ذرات ریز اکسید روی با ابعاد ۱۰ تا ۲۰ نانومتر در اثر چسبیدن به یکدیگر آگلومره شده­اند. علاوه بر این مشخص شد که شکاف باند نمونه­های آلاییده شده نسبت به اکسید روی خالص کاهش یافته است. گاف انرژی در اثر افزوده شدن کبالت به عنوان آلاینده از eV ۰/۳ به eV ۵/۲ و با اضافه شدن مس به عنوان آلاینده دوم به ترکیب، سبب کاهش بیشتر و رسیدن به حدود eV ۱/۲  می­شود. همچنین بررسی نمونه­ها با دستگاه VSM نشان داد که خواص مغناطیسی ذرات با اضافه شدن آلاینده کبالت تقویت شده و به memu/g ۴۰ می­رسد. اما در نتیجه هم آلاییده شدن خاصیت مغناطیسی به دلیل حضور یون غیرمغناطیسی کم می­شود و تنها در نمونه حاوی هم آلاینده مس و کبالت تغییر محسوسی ایجاد نمی­شود. لذا می­توان این نمونه را مناسب ترین نمونه ساخته شده در کاربرد نیمه­رسانای مغناطیسی رقیق به حساب آورد.

Keywords:

Nanoparticles , zinc oxide , sol-gel , diluted magnetic semiconductor , نانو ذرات , اکسید روی , سل-ژل , نیمه هادی مغناطیسی رقیق شده