مناقشة اطروحة طالب الدكتوراه أسعد أحمد كامل من قسم علوم الفيزياء

ناقش قسم علوم الفيزياء في كلية العلوم بجامعة ديالى أطروحة طالب الدكتوراه أسعد أحمد كامل والموسومة تعزيز خصائص متحسس الغاز لأغشية أكاسيد المعادن الرقيقة بتضمين الجسيمات النانوية للمعادن النبيلة وذلك في يوم الاثنين الموافق 2022/8/22 وعلى المناقشات في قسم علوم الفيزياء.

تضمنت الدراسة تحضير جسيمات الذهب والفضة النانوية في الماء المقطر بواسطة تقنية الاستئصال بالليزر النبضي في السائل (PLAL) باستعمال الليزر النبضي Q-switched (Nd: YAG) عند معلمات الليزر (طاقة ليزر 520 mJ ، وطول موجي 1064 nm ، وتردد  1Hz) ، وتم فحص تأثير ست نبضات ليزر مختلفة (150, 250, 350, 450, 550, and 650) على خصائص المواد النانوية. تم ترسيب أغشية ZnO و SnO₂ الرقيقة على قواعد زجاجية بطريقة الطلاء الدوراني والسائل الهلامي. كانت النسب الحجمية لمحلول ZnO و SnO₂  مع محلول Au و Ag الغرواني  (3:2 و 4:1) لتحضير أغشية ZnO و SnO₂ الرقيقة المضمنة مع Au و AgNPs، وقد تم فحص الخصائص المورفولوجية والتركيبية والبصرية وتأثير هول لجميع الاغشية. تُظهر صور TEM للـجسيمات النانوية Au وAg   أن جميع العينات كروية الشكل. أظهرت أنماط XRD في الجسيمات النانوبة Au وAg  البنية البلورية المكعبة النقية في جميع النبضات المستعملة، أظهرت أنماط XRD في الجسيمات النانوبة AgNPs  ايضا بنية بلورية مكعبة أخرى تنسب إلى AgO. أظهرت صور FE-SEM جسيمات كروية وجسيمات كروية متناثرة عشوائيًا مرتبة بأحجام غير منتظمة من ZnO + Au (3: 2)) وZnO + Au (4: 1)) وأشكال شبيهة بالقرنبيط ذات التوزيع غير المنتظم فيZnO + Ag (3: 2)  و ZnO + Ag (4: 1)). تظهر معظم صور الجسيماتSnO₂ + Au (3: 2) ، SnO₂ + Au (4: 1)) التي تم الحصول عليها  شكل كروي وتكون متكتلة بسبب صغر حجمها. أظهرت أنماط XRD لجميع أغشية ZnO الرقيقة أن قمم الحيود تعود إلى الطور السداسي مع تركيب wurtzite، بينما أظهرت أنماط XRD لجميع أغشية SnO₂ الرقيقة قمم الحيود التي تعود إلى بلورة الروتيل الرباعي الزوايا.

تُظهر دراسات التحليل الطيفي لرامان قمم ZnO و SnO₂ الرقيقة المضمنة الجسيمات النانوية   Au و Ag عند نسبة الحجم(3:2)  هي أوضاع اهتزاز. يمكن ملاحظة أربعة قمم نموذجية لإزاحة رامان عند 312 , 453 , 562  و 790 cm^-1 للغشاء الرقيق (ZnO + Au) ولوحظت ثلاث قمم  عند  420 , 560  و  825 cm^-1 هي الفروع القطبية البصرية المستعرضة (TO) والبصرية الطولية (LO) على التوالي للغشاء الرقيق (ZnO + Ag). ظهرت أيضًا اثنتان من القمم الأربع الأساسية النشطة لرامان عند 751 و 807 cm^-1    للغشاء الرقيق SnO₂ + Au)) و خمس قمم عند 237, 421, 473, 561 و 749  cm⁻¹  للغشاء الرقيق (SnO₂ + Ag). تنخفض قيم الامتصاصية لجميع الاغشية مع زيادة الطول الموجي وتزداد مع زيادة مولارية ZnO و SnO2. يمكن ملاحظة أن الامتصاصية تزداد مع زيادة النسب الحجمية للأغشية الرقيقة ZnO و SnO₂ المضمنة مع Au و AgNPs. يزداد معامل الامتصاص للأغشية الرقيقة ZnO و SnO₂ المضمنة مع الجسيمات النانوية Au و Ag بنسب حجم مختلفة(3:2)  و( 4:1) تدريجياً مع زيادة طاقة الفوتونات الساقطة حتى تصل إلى قيمة 10⁴ cm^-1 ، تشير قيم معامل الامتصاص الأكبر من  10⁴ cm^-1  إلى إمكانية السماح بالانتقالات الإلكترونية المباشرة. قيمة فجوة الطاقة البصرية للأغشية الرقيقة ZnO و SnO₂ المضمنة مع الجسيمات النانوية Au و Ag بنسب حجم مختلفة(3:2)  و(4:1) تم الحصول عليها هي (3.92 ,3.90 ,3.99 , 3.97 eV)   و  (3.56 ,3.58 ,3.80 eV   3.85 eV,  ) على التوالي. تُظهر قياسات تأثير هول لأغشية ZnO الرقيقة المضمنة مع الجسيمات النانوية   Au و Ag ان الموصلية تزداد مع زيادة تركيز الحاملات. يمكن ملاحظة ان المقاومية تقل مع زيادة تركيز الحاملات لـجسيمات Au المضمنة في ZnO، بينما تزداد المقاومية لـجسيمات Ag المضمنة في ZnO. تُظهر القياسات لأغشية SnO₂ الرقيقة المضمنة مع الجسيمات النانوية Au و Ag زيادة الموصلية مع انخفاض تركيز الحاملات، كما تنخفض المقاومية عند الكميات العالية من Au و Ag. تظهر نتائج متحسس الغاز زيادة الحساسية مع زيادة درجة حرارة التشغيل ومع زيادة تركيز غازNO₂ و NH₃. يمكن ملاحظة أن اوقات الاستجابة والاسترجاع تقل مع زيادة درجة حرارة التشغيل.

وقد تم قبول الأطروحة ومنح الطالب درجة الدكتوراه في علوم الفيزياء .. ألف ألف مبارك ..

<<  الموضوع التالي  |  الموضوع السابق  >>