Hiyerarşik ZnO / CdSSe Heteroyapı Nanotrees sentezi

Bu deneyin genel amacı, çinko oksit gövdeleri ve kadmiyum sülfoseleni dalları ile ağaç benzeri bir nanoyapı sentezlemektir. Ve morfolojisini, kristal yapısını ve optik özelliklerini karakterize eder. Bu yöntem, nanokompozit malzemelerin optik ve elektro-optik uygulamalarda uygulanmasındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir.

Bu tekniğin ana avantajı, kimyasal buhar biriktirmenin, iyi tanımlanmış arayüzlere sahip ağaç benzeri nanoyapılar üretmenin basit ve uygun maliyetli bir yolu olmasıdır. Kadmiyum sülfoselenid dalları, görünür ışığı ve çinko oksit gövdeli tip II heterojunction şeklini emer. Heteroeklem, dallardan gövdeye verimli elektrik transferini kolaylaştırır.

Optik özellikler, nano ağaçların, güneş pilleri ve diğer optoelektronik cihazlar gibi bir z-şeması yük transfer mekanizmasından yararlanan uygulamalar için umut verici malzemeler olduğunu göstermektedir. Bu konu çinko oksit kadmiyum sülfoseleni nanoağaçları hakkında bilgi sağlayabilse de, nanoteller, nanotüpler, nanobotlar ve benzeri gibi diğer sistemlere de uygulanabilir. Genel olarak, bu yönteme yeni olan kişiler, emülsifikasyon, sıcaklık ve florür gibi her parametre nanoağaçların morfolojisini etkileyeceği için mücadele edecektir.

İlk olarak, beş dakika boyunca% 99.5 etanolde sonikasyon ile bir safir slaytı temizleyin. Daha sonra bir püskürtme kaplayıcı kullanarak, slaytın üzerine 10 nanometre kalınlığında bir altın film yerleştirin. Daha sonra, çinko oksit nanopowder ve aktif karbon kütlesine göre bire bir karışımın bir gramını 10 mililitre% 99.5 etanol içine karıştırın.

Karışımı 30 dakika boyunca 20 santigrat derecede bir su banyosunda sonikleştirin. Bu adım, karışımda hava bulunmamasını sağlar. Çinko oksit ve karbon yakın temas halindedir.

Sonikasyonlu karışımı beş saat boyunca 80 santigrat derecede kurutun. Daha sonra kuru karışımı bir alümina yanma teknesine yerleştirin ve karışımdan havayı çıkarmak için bir spatula ile sıkıştırın. Yanma teknesinin üzerine, altın tarafı aşağı bakacak şekilde altın kaplamalı bir sürgü yerleştirin.

Tekneyi yatay borulu bir fırının kuvars tüpünün ortasına yerleştirin. Ardından fırındaki ısıtma ve soğutma parametrelerini ayarlayın. Tüpü bir saat boyunca oda sıcaklığında dakikada 40 standart santimetreküp akış hızında argon gazı ile temizleyin.

Daha sonra sıcaklığı oda sıcaklığından dakikada 80 santigrat derecede 900 santigrat dereceye yükseltin ve iki saat bu sıcaklıkta kalın. Ardından, reaksiyon için oksijen sağlamak için tüpü her iki ucundan havaya açın. Tüp üç saat boyunca havaya açıkken numuneyi 900 santigrat derecede ısıtmaya devam edin.

Fırını dakikada 10 santigrat derecede oda sıcaklığına soğutun ve tekneyi çıkarın ve kaydırın. Slayttaki beyaz film çinko oksit nanotellerden oluşur. Daha sonra, her biri 0.25 gram kadmiyum sülfür ve kadmiyum selenit tozunu iyice karıştırın ve karışımı başka bir alümina yakma teknesine yerleştirin.

Karışımı iyice sıkıştırın. Çinko oksit nanotel kaplı slaytı tekneden yaklaşık 10 santimetre aşağı doğru yerleştirin. Tekneyi kuvars fırını tüpünün ortasına yerleştirin.

Slaytta çinko oksit nanotellerin yukarı baktığından emin olun. Yine, fırındaki parametreleri ayarlayın. Fırının kuvars tüpünü oda sıcaklığında dakikada 40 standart santimetreküp argon gazı ile bir saat boyunca boşaltın.

Daha sonra fırını dakikada 80 santigrat derecede 820 santigrat dereceye ısıtın ve sıcaklığı 30 dakika boyunca 820 derecede tutun. Farklı bir sıcaklık, farklı bir bileşim ve morfolojiye yol açacaktır. Daha sonra fırını dakikada 10 santigrat derecede oda sıcaklığına soğutun ve tekneyi çıkarın ve fırından kaydırın.

Çinko oksit kadmiyum sülfoseleni nanoağaçları, slayt üzerinde turuncu-sarı bir film olarak elde edilir. Aynı prosedürleri kullanarak temiz, altın kaplı safir slaytlar üzerinde çinko oksit ve kadmiyum sülfoselenid nanotellerin kontrol numunelerini hazırlayın. Nanoyapıları taramalı elektron mikroskobu, X-ışını toz kırınımı ve enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi ile karakterize edin.

Fotolüminesans emisyon spektrumları elde edin ve zaman, sonuç, fotolüminesans ve floresan bozunma ömürlerini ölçün. Kadmiyum sülfoselelenit nanotelleri, ağaç benzeri nanoyapılar oluşturmak için çinko oksit nanoteller üzerinde kimyasal buhar biriktirme yoluyla büyütüldü. Gövdeler kadmiyum sülfoseleni ile kapatıldı.

Nanoağaçlar, hem saf çinko oksit nanotellerin hem de saf kadmiyum sülfhoselenit nanotellerin karakteristik X-ışını kırınım zirvelerini gösterdi. XRD spektrumunda gözlemlenen ek bir tepe noktası, dal büyümesini başlatan çinko oksit gövdesi üzerindeki nokta kusurlarında oluşan farklı bir kadmiyum sülfoselenid fazına atanır. Dallardaki kükürdün selenyuma mol yüzdesi oranı EDS ve XRD'den yaklaşık 54 ila 46 olarak belirlendi.

Köstebek oranı, dalların bant aralığını etkiler ve dal büyüme sıcaklığı değiştirilerek ayarlanabilir. Nanoağaçların fotolüminesans ömrü, çinko oksit ve kadmiyum sülfoselenid nanotellerin ömürlerinden daha kısaydı. Bu, nanoyapının arayüzü boyunca hızlı elektronik transferin gerçekleştiğini ve alternatif bir gevşeme yolu sağladığını göstermektedir.

Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa sekiz saat içinde yapılabilir. Çinko oksit hazırlığı için altı saat ve kadmiyum sülfoseleni büyümesi için iki saat. Kadmiyum kükürt ve kadmiyum selenit ile çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini unutmayın.

Ve bu işlem yapılırken eldiven, laboratuvar önlüğü ve kapalı ayakkabı giymek gibi önlemler her zaman alınmalıdır.