Index
ورود کاربر
Telegram RSS ارسال به دوستان نسخه چاپی ذخیره خروجی XML خروجی متنی خروجی PDF
کد خبر : 172788
تاریخ انتشار : 17 اسفند 1392 0:0
تعداد مشاهدات : 117

به همت محققان ایرانی

سرامیک های نیمه رسانا با ضخامت دلخواه تولید شد

محققان مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه تهران با ترکیب روش سل-ژل و الکتروفورتیک موفق به ایجاد یک پوشش نانوساختار فشرده از تیتانیا شدند که ضخامت آن با استفاده از پارامترهای مربوط به سل تیتانیا قابل کنترل است...
علمي و فناوري - علم و فناوري ايران: محققان مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه تهران با ترکیب روش سل-ژل و الکتروفورتیک موفق به ایجاد یک پوشش نانوساختار فشرده از تیتانیا شدند که ضخامت آن با استفاده از پارامترهای مربوط به سل تیتانیا قابل کنترل است. به گزارش سرویس علمی ایسنا، با استفاده از این روش می توان پوشش های تیتانیای نانوساختار بویژه سرامیک های نیمه رسانای مورد نیاز در صنایع مختلف الکترونیکی و اپتیکی نظیر فوتوولتائیکی را تولید کردد. به نوشته سایت نانو، روش سل – ژل یکی از روش های معمول برای سنتز پوشش نانوذرات اکسید تیتانیوم محسوب می شود. با این حال، ضخامت کم پوشش تولید شده از محدودیت عمده استفاده از این روش است. با توجه به نرخ بالای رسوب توسط روش رسوب الکتروفورتیک (EPD) در تولید پوشش های اکسیدی، ترکیب روش سل - ژل و فرآیند EPD برای تولید فیلم های ضخیم تر را می توان راهکاری برای رفع این محدودیت دانست. از این رو هدف پژوهشگران در این طرح بررسی نرخ لایه نشانی در روش سل-ژل الکتروفورتیک با استفاده از آنالیز نمودار جریان لایه نشانی بر حسب زمان به منظور ایجاد پوشش نانوساختار تیتانیا بر روی زیرلایه هادی شفاف جهت استفاده در کاربردهای اپتوالکترونیکی بود. آن ها همچنین تلاش کردند تا با استفاده از روابط حاکم بر فرآیند لایه نشانی الکتروفورتیک مدلی ریاضی جهت بررسی تاثیر پارامترهای مختلف سل تیتانیا بر روی نرخ لایه نشانی تعیین کرده و به مقایسه نتایج آن با نتایج حاصل از آزمایش های صورت گرفته بپردازند. مهندس صابر قنادی، کارشناس ارشد مهندسی مواد از دانشگاه تهران و محقق این طرح در این باره اظهار کرد: برای این منظور ابتدا یک سل شفاف از محلول آلکوکسید تیتانیا تهیه شد و پارامترهایی همچون غلظت آلکوکسید تیتانیا، آب و کاتالیست اسیدی جهت بررسی اثر هر یک از آن ها بر روی نرخ لایه نشانی از سل تیتانیا در نظر گرفته شد. وی افزود: در ادامه فرآیند لایه نشانی الکتروفورتیک در ولتاژ 5 ولت بر روی الکترود هادی شفاف FTO انجام پذیرفت. در این مرحله با استفاده از یک مولتی متر متصل به کامپیوتر مقدار جریان فرآیند بر حسب زمان ثبت شد. بعد از فرآیند لایه نشانی، ضخامت لایه های سنتز شده بعد از عملیات کلسیناسیون با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) اندازه گیری و در نهایت با نتایج حاصل از مدل سازی صورت گرفته مقایسه شد. به گفته قنادی، نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که نرخ واکنش هیدرولیز در سل تیتانیا تاثیر بسیار زیادی بر روی نرخ لایه نشانی در فرآیند سل-ژل الکتروفورتیک دارد. افزایش مقدار آب و غلظت پیش ماده آلکوکسیدی و همچنین کاهش مقدار کاتالیست اسیدی سبب افزایش نرخ واکنش هیدرولیز و به دنبال آن افزایش نرخ لایه نشانی در این فرآیند شد. قنادی در ادامه افزود: استفاده از مدل های ریاضی مختلف در فرآیندهای لایه نشانی، بویژه فرآیندهایی که با واکنش های مختلف شیمیایی سر و کار دارند، می تواند نقش بسیار زیادی در توسعه و تجاری سازی آن ها داشته باشد. مدلسازی انجام شده بر روی روش لایه نشانی سل-ژل الکتروفورتیک انجام شده در این تحقیق نشان داد که این روش با کنترل مناسب در ضخامت و شکل لایه تشکیل شده، می تواند راهکار مناسبی برای تولید پوشش های تیتانیای نانوساختار با استفاده از سل آن باشد. محقق این طرح تصریح کرد: با توجه به نتایج به دست آمده از این پژوهش، طیف گسترده ای از مواد نانوساختار، بویژه سرامیک های نیمه رسانا می توانند با استفاده از این روش و با ضخامتی کنترل شده تولید شوند. نتایج این پژوهش که حاصل همکاری مهندس صابر قنادی، دکتر حسین عبدی زاده (عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی متالورژی و مواد دانشگاه تهران) و دکتر محمد رضا گل و بستان است در مجله Ceramics Intrenational (جلد 40، ماه آگوست، سال 2014، صفحات 2121 تا 2126) به چاپ رسیده است.