رفتار فوتولومینسانس و فروسرخ نانوالیاف ZnO آلایش شده با Al

Abstract

اکسید روی (ZnO) به دلیل نیمه­ هادی بودن و دارا بودن شکاف انرژی پهن در صنایع مختلف از جمله نوری و الکترونیک مورد استفاده قرار می­گیرد. در این پژوهش نانوالیاف ZnO و آلایش شده با آلومینیوم (با نسبت­Al/Zn برابر شش درصد وزنی) با استفاده از فرایند الکتروریسی و در ادامه پس از کلسینه شدن در دماهای مختلف (250، 300 و 400 درجه سانتی­گراد) سنتز شدند. اثر آلایش بر ریزساختار، بلورشناسی، بنیان­های مولکولی و رفتار فوتولومینسانس نانو­الیاف ZnO به ترتیب به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و طیف سنج فوتولومینسانس (PL) بررسی شد. نتایج نشان داد که متوسط قطر نانو­الیاف ZnO حاوی Al از 131 به 468 نانومتر پس از کلسینه شدن افزایش یافت. آنالیز XRD نشان داد که ZnO با ساختار هگزاگونال وورتزیت در هر دو نمونه تهیه شد و هم­چنین تایید کرد که اتم­های Al در ساختار ZnO آلایش شده­اند. مقایسه طیف FTIR نمونه­ها نشان داد که آلایش Al باعث انتقال پیوند Zn-O به بسامد­های بیشتر و تشکیل پیوندهای قوی در شبکه ZnO شد. نتایج PL نشان داد که آلایش Al خواص نوری ZnO را بهبود بخشید، زیرا تشکیل عیوب ساختاری در اثر آلایش Al باعث ایجاد سطوح با انرژی کمتر برای نقل و انتقال الکترون از پهنه رسانش به پهنه ظرفیت می­شود.