57
3.
Шрайбер Г., Инфракрасные лучи в электронике", 2003 г
4.
https://chem21.info/info/1729850/
5.
http://www.energosovet.ru/stat479.html
6.
http://www.uborg.ru/infrared/wha
ПАСТ ҲАРОРАТДА ГИДРОТЕРМАЛ УСУЛДА РУХ ОКСИДИ НАНОРОДЛАРИНИ
СИНТЕЗ ҚИЛИШ
Ш.З.Уролов, Р.Р.Жалолов,
ЎР ФА Ион-плазма ва лазер технологиялари институти,
Н.Ш.Нуроллиев, Н.А.Ибадуллаев, Б.Б.Қиличева
Ўзбекистон Миллий университети физика факультети. sh.urolov@gmail.com
Рух оксиди (ZnO) тўғри зонали,
h
- типли ўтказувчанликка эга, тақиқланган зонаси кенг
(хона температурасида 3.37 эV), эркин экситон боғланиш энергияси катта (60 meV), ҳамда ноёб
электрофизик хусусиятларга эга кристал материалдир. Ултрабинафша соҳада (~380 нм) кучли
экситон нурланишига эгалиги учун ZnO наноструктуралари ёруғлик диодлари, майдонли
транзисторлар, органик қуёш элементлари ишлаб чиқишда истиқболли
материал сифатида
қаралмоқда [1]. ZnO наноструктуралари синтез қилиш методикасига боғлиқ ҳолда
нанокристаллар, нанородлар, юпқа наноплёнкалар, наноленталар каби кристал структураларга
ажратилади. ZnO наноструктуралари орасида нанородлар катта қизиқишларга сабаб бўлмоқда.
ZnO нанородлари асосан газ фазали кимёвий ўстириш, лазер импулсларидан фойдаланиб
ўстириш, эритмадан кимёвий ўстириш (гидротермал усул) усуллари ёрдамида синтез қилинади.
Бу усуллар орасида гидротермал усул нисбатан қулай ва иқтисодий жиҳатдан камхарж
ҳисобланади. Гидротермал усулда ноорганик бирикмалар ёпиқ системада,
сувли эритмаларда
100
о
C
дан паст температурада ва 1 атм. дан юқори босимда кимёвий реаксия натижасида
ўстирилади [2].
Ушбу ишда гидротермал усулда паст ҳароратда ZnO нанородларини ўстириш жараёни
ва ўстирилган нанородларнинг морфологик хоссалари тадқиқ қилинган.
Гидротермал усулда ZnO нанородларини ўстиришдан олдин тагликлар устида ZnO
нанокристал куртаклари ҳосил қилиниши зарур. Нанокристал куртакларни ҳосил қилишда
dip
coating
ва
spray pyrolysis
усулларидан фойдаланилди. Дастлаб шиша (10×10×1 мм) тагликлар
ултратовушли ваннада атсетон, этил спирти ва дистилланган сувда навбат билан тозаланди.
Дип cоатинг
усулида ZnO нонокристал куртакларини ҳосил қилишда
тагликлар эритмадан
кичик тезликда вертикал йўналишда чиқариб олинади (1- а) расм). Эритмадан чиқариб олинган
тагликлар юзасида ZnO нинг наноўлчамли кристаллари ҳосил бўлади. Тадқиқотда шиша
тагликлар рух атсетат дигидрат (ZnC
4
H
6
O
4
∙2H
2
O) нинг этанол (99%) даги эритмасидан вертикал
йўналишда ~1 мм/мин тезликда чиқариб олинди. Тагликлар юзасида нанокристал
куртакларнинг юпқа бир жинсли плёнкаси олиш мақсадида тагликлар эритмадан 3 марта
чиқариб олинди.
Эритмадан чиқариб олинган тагликлар очиқ ҳавода ~350
о
C да 30 минут қиздирилди. Қиздириш
жараёнида нанокристаллар таглик билан мустаҳкам боғланиб, бегона киришмалар парланиб
кетади.
Spray
pyrolysis
усулидан
фойдаланиб
ZnO
нанокристал
куртакларини
ҳосил
қилишда
ултратовуш генератори ёрдамида
эритма
майда
зарраларга
айлантирилиб, элтувчи газ (Ар, Н
2
)
ёрдамида
қизиб
турган
таглик
юзасига
ҳайдалади.
Натижада,
тагликлар
юзасида
ZnO
нинг
нанокристал куртаклари ҳосил бўлади (1- б) расм). Тадқиқотда ZnC
4
H
6
O
4
∙2H
2
O нинг этанолдаги
эритмаси ултратовуш генератори ёрдамида
майда зарраларга айлантирилиб, Н
2
ёрдамида
ўстириш камерасига ҳайдалди.
Шиша тагликлар устида ҳосил қилинган нанокристал куртаклардан ZnO нанородлари
гидротермал усулда ўстирилди. Нанокристал куртак ҳосил қилинган шиша тагликлар НТМА
(C
6
H
12
N
4
) ва рух нитрат гексогидрат (ZnN
2
O
6
·6H
2
O) нинг ионсизлантирилган сув (diionized
58
water) даги эритмаси қуйилган тефлонли автоклавга жойлаштирилди. Ўстириш 90
о
C ҳароратда
5 соат давом этди. Ўстириш якунлангач автоклавдан тагликлар олиниб, очиқ ҳавода қуритилди.
ZnO нанородларининг морфологияси сканловчи электрон микроскоп (SEM) (S-4800,
Hitachi)да тадқиқ қилинди. ZnO нанородларининг СЕМ да олинган тасвирлари 2-
расмда
келтирилган. Тасвирлардан кўринадики,
dip coating
, усулида ҳосил қилинган нанокристал
куртаклардан ўсган ZnO нанородлари гексогонал шаклда, нанородларнинг узунликлари ~1÷1,5
μм, диаметрлари эса ~50÷70 нм атрофида бўлиб, зич ва тагликка нисбатан деярли тик ўсган (2-
а) расм).
Spray pyrolysis
усулида ҳосил қилинган нанокристал куртаклардан ўсган ZnO
нанородлари ҳам гексогонал формада, нанородларнинг узунликлари ~0.5÷1 μм,
диаметрлари
эса ~100÷200 нм атрофида (2- б) расм).
Тадқиқот
натижаларидан
кўринадики,
dip coating
усулида ҳосил
қилинган
ZnO
нанокристал
куртакларининг
ўлчамлари
кичик
бўлганлиги
учун
улардан
ўсган
нанородларнинг
диаметрлари
ҳам
кичикдир.
Spray pyrolysis
усулида
ҳосил
қилинган
нанокристал
куртакларнинг
ўлчамлари
катта
эканлиги улардан ўсган нанородларнинг диаметрларида ҳам акс этган. ZnO нанородлари тўла
сиртининг ҳажмига нисбати нафақат уларнинг оптик хоссаларида балки, уларнинг органик
фотоелементларда қўлланилишида ҳам муҳим аҳамият касб этади.
Ушбу иш Давлат фундаментал тадқиқотлар дастури доирасидаги OT–F2–52
сонли
лойиҳа асосида бажарилган.
Do'stlaringiz bilan baham: