پایان نامه بررسی نقش pH نهایی محلول بر فرآیند رشد و آرایش لایه¬های نانو ساختار نیکل سلنید


عنوان : بررسی نقش pH نهایی محلول بر فرآیند رشد و آرایش لایه¬های نانو ساختار نیکل سلنید

 

عنوان پایان نامه: بررسی نقش pH نهایی محلول بر فرآیند رشد و آرایش لایه­های نانو ساختار نیکل سلنید

استاد راهنما: دکتر نادر قبادی

مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد        رشته: فیزیک              گرایش: حالت جامد

دانشگاه ملایر-گروه: فیزیک             تاریخ فارغ التحصیلی: بهمن 92

ت

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

در این پایان نامه خواص نوری و مشخصه نگاری لایه­های نازک نیمرسانای نانو بلور NiSe مورد برسی قرار گرفته است. لایه­های نازک نانو ذرات سلنید نیکل بر روی زیر لایه­های شیشه­ای با استفاده از روش رسوب­گیری از حمام شیمیایی رشد داده شده­. با کنترل پارامترهای ساخت می­توان اندازه نانو ذرات را کاهش داد. با کاهش اندازه نانو ذرات، گاف انرژی نانو ذرات به علت اثر محدودیت کوانتومی به سمت انرژی­های بالا انتقال یافته است. با استفاده از طیف پراش اشعه ایکس و روش­های اسپکتروسکوپی، ساختار بلوری و خواص اپتیکی لایه­های نازک اندازه­گیری شده است. همچنین ویژگی شکل شناسی نمونه­ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفته است.

 

فصل اول

کلیات………………………………… 1

1-1) نانو چیست؟……………………….. 2

1-2) مقدمه ای بر لایه های نازک…………… 4

1-3) تاریخچه لایه های نازک……………… 4

1-4) ویژگی های لایه های نازک…………….. 4

1-5) روشهای ساخت لایه های نازک…………… 5

1-5-1) روشهای فیزیکی…………………… 5

1-5-1-1) رسوب گذاری فیزیکی از فاز بخار…… 5

1-5-1-2) فرایند های تبخیر………………. 5

1-5-1-3) بر­آرایی باریکه مولکولی…………. 6

1-5-1-4) رسوبگذاری با بهره گیری از پرتو یونی 6

1-5-1-5) فرایند کند و پاش………………. 7

1-5-2)روشهای شیمیایی…………………… 7

1-5-2-1) رسوب دهی شیمیایی از بخار……….. 7

1-5-2-2) رسوبگیری از حمام شیمیایی……….. 8

1-6) مشخصه یابی نمونه ها……………….. 8

1-6-1) طیف سنجی  پراش اشعه ایکس…………. 8

1-6-1-1)پراش پرتوx…………………….. 9

1-6-1-2) روشهای پراش پرتوx……………… 10

1-6-2) میکروسکوپ الکترونی عبوری((TEM……… 11

1-6-3) میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)……… 11

1-7) خواص تابع اندازه نانو ذرات…………. 12

1-8) نقاط کوانتومی…………………….. 12

1-9) گاف انرژی………………………… 13

1-10) گاف انرژی در نیمرساناها…………… 14

 

 

1-11) اکسیتون در نانو ذرات……………… 15-1-12)نیمرسانا با گاف انرژی مستقیم و غیر مستقیم…………… 17-1-13) شعاع نانو ذرات…………………………………. 19-1-14)ذره در جعبه کوانتومی……………………………… 19

فصل دوم

مرور منابع……………………………. 22

2-1)مقدمه…………………………….. 23

2-2) مروری بر مقاله های ساخت و مشخصه نگاری نیکل 23

2-2-1) بررسی مقاله اول…………………. 23

2-1-2) بررسی مقاله دوم…………………. 26

فصل سوم

مواد و روش ها…………………………. 32

3-1) مقدمه……………………………. 33

3-2)تاریخچه رسوبگیری شیمیایی……………. 33

3-3) رسوبگیری شیمیایی چیست؟…………….. 33

3-4) چه موادی می توانند به روش رسوبگیری شیمیایی رسوبگیری شوند؟…………………………………….. 34

3-4) تشکیل کالکوژن های یونی…………….. 34

3-5) لایه نشانی حمام شیمیایی…………….. 35

3-5) مزایا و معایب لایه نشانی به روش رسوب حمام شیمیایی    36

3-6) مواد استفاده شده………………….. 37

3-7) دستگاه های مورد استفاده……………. 37

3-8) شستن زیر لایه……………………… 38

3-9) تهیه محلول نیترات نیکل…………….. 39

3-10) تهیه محلول سدیم سلنو سولفات……….. 40

3-11) تهیه محلول نهایی…………………. 42

3-12) مشخصه یابی نمونه ها………………. 44

 

3-13) اندازه گیری گاف انرژی نواری……….. 44

3-14) تحلیل طرح پراش پرتوx……………… 44

فصل چهارم

بحث و نتیجه گیری………………………. 45

4-1) مقدمه……………………………. 46

4-2)بررسی خواص فیزیکی لایه های نازک.NiSe……. 46

4-2-1) پراش اشعه ایکس………………….. 46

4-2-2) میکروسکوپ الکترونی روبشی…………. 49

4-3) بررسی خواص نوری لایه نازک سلنید نیکل…. 54

4-3-1) گاف انرژی………………………. 55

4-3-2) تعیین گاف انرژی…………………. 55

4-4) بحث و نتیجه گیری………………….. 61

4-5)پیشنهادات…………………………. 62

منابع و مراجع

منابع ومراجع………………………….. 63

 

 

فصل اول

جدول1-1) معرفی برخی خصوصیات از چند نیم­رسانای مهم 16

فصل دوم

جدول 2-1) داده­های پراش پرتو ایکس فیلم های NiSو NiSe    25

فصل سوم

جدول3-1) مشخصات پودر و محلول اولیه جهت تهیه محلول نیترات نیکل 39

جدول 3-2) مواد اولیه برای تهیه سدیم سلنوسولفات  41

فصل چهارم

جدول4-1 گاف انرژی لایه های نازک NiSe در سه pH متفاوت   56

 

فصل اول

شکل 1-1) تصویر هندسی دوربین پودری دبای – شرر…. 10

شکل1-2) روند حبس حاملهای بار در نانو مواد… 13

شکل1-3) گاف نواری نیمرسانای گاف مستقیم وگاف غیر مستقیم   17

شکل1-4) ترازهای انرژی گسسته شده و گاف انرژی افزایش یافته نانو ذرات…………………………………. 21

فصل دوم

شکل2-1) طیف جذب اپتیکی فیلم نازک NiS،(a) فیلم نازک NiSe رسوب­گیری شده بر روی فلوراید کلسیم در دمای اتاق(b) …. 26

شکل2-2) نمودارهای جذب نیکل سلنید تهیه شده با: روش اول(a)- روش دوم(b)

روش سوم(c)……………………………. 27

شکل2-3 نمودار XRD نانو ذرات نیکل سلنید تهیه شده با روش اول(a)- روش دوم

(b)-روش سوم(c)………………………… 29

شکل2-4) تصویر نانو ذرات سلنید نیکل  تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM)) است با روش اول……………… 30

شکل2-5) تصویر نانو ذرات سلنید نیکل تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به روش دوم…………………. 30

شکل2-6) تصویر نانو ذرات سلنید نیکل تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به روش سوم…………………. 31

فصل سوم

شکل3-1) رسوبگیری به روش حمام شیمیایی…….. 36

شکل3-2)دستگاه التراسونیک……………….. 38

شکل3-3)تغیر رنگ نیکل با افزودن تدریجی آمونیاک   40

شکل(3-4) تهیه محلول سلنو سولفیت…………. 41

شکل3-5) pH متر دیجیتالی………………… 42

 

شکل 3- 6)رنگ محلول نهایی در pHهای متفاوت…. 43

شکل3-7) لایه نازک نیکل سلنید درpHهای متفاوت.. 43

فصل چهارم

شکل4-1)نمودارXRDنانو ذره سلنید نیکل با47/11=pH 48

شکل4-2) نمودارXRDنانو ذره سلنید نیکل با12/12=pH   48

شکل4-3) نمودارXRDنانو ذره سلنید نیکل با38/12=pH   49

شکل 4-4) تصویرSEM نمونه در37/11=pH……….. 51

شکل 4-5) تصویرSEM نمونه در12/12=pH……………. 53

شکل 4-6)  تصویرSEM نمونه در38/12= pH……….. 54

شکل 4-7 )نمودار طیف جذبی سلنید نیکل در دمایC˚35 با سه pH متفاوت                      55

شکل 4-8 )گاف انرژی در47/11= pHو زمان رسوبگیری14 ساعته  57

شکل 4-9)گاف انرژی در12/12=pH و زمان رسوبگیری14 ساعته   57

شکل4-10) گاف انرژی در38/12=pH و زمان رسوبگیری14 ساعته  58

شکل4-11) گاف انرژی در47/11= pHو زمان رسوبگیری38 ساعته   58

شکل4-12) گاف انرژی در12/12=pH و زمان رسوبگیری38ساعته   59

شکل4-13) گاف انرژی در38/12=pH و زمان رسوبگیری38 ساعته  59

شکل4-14) گاف انرژی در47/11= pHو زمان رسوبگیری62 ساعته   60

شکل4-15) گاف انرژی در12/12=pH و زمان رسوبگیری62ساعته   60

شکل4-16) گاف انرژی در38/12=pH و زمان رسوبگیری62 ساعته  61

 

 

 

 

این پایان نامه از روی سایت اینجا کلیک کنید