بررسی اثر غلظت وانادیوم بر خواص اپتیکی و الکتریکی لایه نازک نانو ساختار دی اکسید تیتانیوم تهیه شده به روش سل – ژل
عنوان مقاله: بررسی اثر غلظت وانادیوم بر خواص اپتیکی و الکتریکی لایه نازک نانو ساختار دی اکسید تیتانیوم تهیه شده به روش سل – ژل
شناسه ملی مقاله: JR_JNMMI-8-30_014
منتشر شده در در سال 1396
شناسه ملی مقاله: JR_JNMMI-8-30_014
منتشر شده در در سال 1396
مشخصات نویسندگان مقاله:
مهلا اصغری نژاد - دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان، مجتمع دانشگاهی علوم کاربردی
اکبر اسحاقی - دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان، دانشکده مهندسی مواد
علی عرب - دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان، مجتمع دانشگاهی علوم کاربردی
خلاصه مقاله:
مهلا اصغری نژاد - دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان، مجتمع دانشگاهی علوم کاربردی
اکبر اسحاقی - دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان، دانشکده مهندسی مواد
علی عرب - دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان، مجتمع دانشگاهی علوم کاربردی
در این پژوهش، لایه نازک دی اکسید تیتانیوم آلاییده شده با وانادیوم با غلظتهای مختلف ( ۵/۱،۰ و ۵ درصد وزنی) به روش سل-ژل بر روی زیرلایههای شیشهای رسوب داده شد. خواص ساختاری، آنالیز عنصری، الکتریکی، اپتیکی و زبری سطح لایههای نازک به ترتیب توسط روشهای XRD، DES، LCR meter، طیف سنجی UV-Vis و AFM مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج الگوی XRD نشان داد که لایههای نازک دارای ساختار پلی کریستالی تتراگونال و تک فاز آناتاز است. همچنین مشاهده میشود، با افزایش غلظت وانادیوم اندازه بلورینگی دی اکسید تیتانیم کاهش مییابد؛ بهگونهای که اندازه متوسط بلورکها از ۱۷ نانومتر برای دی اکسید تیتانیم خالص به حدود ۷ نانومتر در حالت آلائیده شده (۱ درصد وزنی) کاهش یافته است. بهعلاوه، هیچ فازی مربوط به اکسید وانادیم به علت جایگزینی وانادیم در موقعیت تیتانیم در ساختار دی اکسید تیتانیم تشکیل نشده است. همچنین تصویر FE-SEM از سطح مقطع لایه نازک دی اکسید تیتانیم الائیده شده نشان میدهد که ضخامت لایه حدود ۵۳۶ نانومتر بوده و دانهها بهصورت پیوسته روی یکدیگر رشد کرده و ساختار پلی کریستالی را تشکیل دادهاند. رافنس لایههای نازک دی اکسید تیتانیم خالص و آلائیده شده با وانادیوم حدود ۱۴/۳ نانومتر و ۸۷/۰ نانومتر اندازه گیری شد. مقاومت الکتریکی لایههای نازک TiO۲ و آلاییده شده با ۵/۰، ۱ و۵ درصد وزنی به ترتیب مقادیر Ω cm ۱۰۷×۷/۱۶ ، Ω cm ۱۰۷×۷/۷ ، Ω cm ۱۰۷×۷/۱ و Ω cm ۱۰۷×۸/۱۲ بهدست آمد. علت افزایش مقاومت در ۵ درصد، کاهش موبیلیته با افزایش غلظت حاملها است. مقدار انرژی شکاف نوار با اضافه کردن وانادیم به دی اکسید تیتانیوم از eV ۷۱/۳ به eV ۴۴/۳ کاهش یافته و در نتیجه لبه جذب به طرف طول موجهای بلندتر جابجا شد.
کلمات کلیدی: دی اکسید تیتانیوم, وانادیوم, خواص اپتیکی, لایه نازک, مقاومت الکتریکی
صفحه اختصاصی مقاله و دریافت فایل کامل: https://civilica.com/doc/1908282/