سنتز و بررسی خواص نانو پودر ولایه نازک zno:mn

چکیده در این پایان نامه، نانوپودر zno:mn با درصدهای منگنز (15/0 و 10/0، 06/0، 02/0، 00/0) به روش سل ژل پلیمری سنتز گردید. با استفاده از تصاویر tem، اندازه ی نانوذرّات 35 نانومتر تخمین زده شد. طرح پراش پرتوی x نشان دهنده ی تشکیل فاز ورتسایت در دمای تکلیس °400 بود. تک فاز بودن نمونه ها، بر افزایش حلّالیت منگنز در ساختار zno دلالت داشت. ثابتهای شبکه با افزایش درصد منگنز رشد کردند ولی در نانوپودر zn0.85mn0.15o به شدّت حجم یاخته ی بسیط کاهش یافت. در دو ناحیه ی فروسرخ میانی و فرابنفش ثابتهای نوری تعیین شدند. در ناحیه ی فروسرخ میانی، با استفاده از طیف فروسرخ تبدیل فوریه (ftir) عبوری، نشان داده شد که با کوچک شدن ابعاد ذرّه در مقیاس نانو، علاوه بر قلّه ی جذبی مربوط به پیوند فلز-اکسیژن، یک شانه ی جذب نیز ظاهر شد. تأثیر ناخالصی منگنز، دمای تکلیس و فازهای ثانویه بر روی طیف عبوری ftir بررسی شد و به این نتیجه رسیدیم که طیف ftir می تواند نتایج حاصل از xrd را به خوبی تأیید نماید. شاخصهای نوری در محدوده ی فروسرخ با استفاده از روابط کرامرز-کرونیگ به دست آمد و رفتار پارامترهای نوری نانوپودر zn0.85mn0.15o نشان داد که منگنز می تواند با درجه های اکسیداسیون متفاوت در ساختار ظاهر شود. در ناحیه ی فرابنفش نیز، گاف نوری با استفاده از طیف جذب محاسبه شد که شاهد کاهش گاف نوری با افزایش درصد منگنز از 22/3 به 12/3 الکترون ولت به ترتیب برای نمونه های با درصد منگنز 00/0 و 10/0 بودیم. با استفاده از نانوپودرهای سنتز شده، نانوسرامیک ساخته شد و بررسی ویژگیهای وریستوری نشان داد که ضرایب غیرخطی نسبت به سرامیک سنتز شده از حالت کپه، بهبود یافته است. همچنین، اثر دمای تفجوشی و درصد افزودنی منگنز بر روی ویژگیهای وریستوری و میکروساختار نشان داد که با تغییر این دو پارامتر می توان به ویژگیهای یک وریستور خوب با ضریب غیرخطی بالا دست یافت. همچنین، نفوذپذیری مغناطیسی نمونه های تفجوش شده، رسم گردید و دمای کوری برای نمونه ی 160 کلوین برای zn0.94mn0.06o تعیین شد. لایه های نازک zno:mn نیز به روش اسپری پایرولیز سنتز گردیدند که تشکیل فاز ورتسایت را به خوبی شاهد بودیم تا جاییکه برای نمونه ی خالص zno، درصد شدّت نسبی صفحه ی پراشی [002] تا 92 % افزایش یافت. تصاویر sem گرفته شده از لایه ها، نشان دهنده ی یکنواختی مورفولوژی سطح و مناسب بودن دانه بندی لایه ها بود. تأثیر درصد منگنز و بازپخت بر ضریب شکست تحقیق شد. گاف نوری نیز با سه مدل متفاوت محاسبه شد که همگی آنها نشان دادند که با افزایش درصد منگنز، گاف نوری افزایش می یابد. در نهایت، اثر منگنز بر ویژگی مغناطونوری لایه های حاوی منگنز نشان داد که لایه ها در دمای اتاق، فرومغناطیس هستند.