روش‌های سنتز و فرآوری فیلم‌های نازک اکسید روی

روی

روي ﻋﻨﺼﺮي اﺳﺖ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﻋﻼﻣﺖ اﺧﺘﺼﺎري Zn ﻛﻪ داراي ﻋﺪد اﺗﻤـﻲ 30 اﺳـﺖ. روي ﻓﻠـﺰي اﺳﺖ ﺑﻪ رﻧﮓ ﺳﻔﻴﺪ ﻣﺘﻤﺎﻳﻞ ﺑﻪ آﺑﻲ ﻛﻪ ﺑﺮ اﺛﺮ رﻃﻮﺑﺖ ﻫﻮا ﺗﻴﺮه رﻧﮓ ﻣﻲﺷﻮد و در ﺣﻴﻦ اﺣﺘﺮاق رﻧﮓ ﺳﺒﺰ ﺑﺮاﻗﻲ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﻛﻨﺪ. روي ﺑﻌﺪ از آﻫﻦ، آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم و ﻣﺲ، ﭼﻬـﺎرﻣﻴﻦ ﻓﻠـﺰ ﻣـﻮرد اﺳـﺘﻔﺎده در دﻧﻴـﺎ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. از ﻣﻮارد اﺳﺘﻔﺎده روي ﻣﻲﺗﻮان آﻟﻴﺎژﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ و ﻓﻮﻻد ﮔﺎﻟﻮاﻧﻴﺰه را ﻧﺎم ﺑﺮد. روي ﻳﻜـﻲ از ﻋﻨﺎﺻﺮ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺟﺪول ﺗﻨﺎوﺑﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻧﻤﺎد آن Zn و ﻋﺪد اﺗﻤﻲ آن 30 ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. روى ﻓﻠﺰى اﺳـﺖ ﺑﺎ ﭼﮕﺎﻟﻰ 1/7 ﮔﺮم ﺑﺮ ﺳﺎﻧﺘﻰ ﻣﺘﺮ ﻣﻜﻌﺐ و ﻧﻘﻄﻪ ذوب 419 درﺟـﻪ ﺳـﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد و ﻧﻘﻄـﻪ ﺟـﻮش 911 درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد. ﻓﻠﺰ روى ﻳﻜﻰ از ﻓﻠﺰات اﺻﻠﻰ در دﻧﻴﺎى اﻣﺮوزاﺳﺖ. اﮔﺮﭼﻪ ﻓﺮاواﻧﻰ زﻳﺎدى ﻧﺪارد (76 ﻣﻴﻠﻴﻮﻧﻴﻢ ﭘﻮﺳﺘﻪ زﻣﻴﻦ)، ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺳﺎﻟﻴﺎﻧﻪ 8/5 ﻣﻴﻠﻴﻮن ﺗﻦ روى، آن را ﺑﻌﺪ از آﻫـﻦ، آﻟـﻮﻣﻴﻨﻴﻢ و ﻣـﺲ در ﻣﻘﺎم ﭼﻬﺎرم ﻗﺮار داده اﺳﺖ. ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﻛﺎرﺑﺮد روى، ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﭘﻮﺷـﺶ ﻣﺤـﺎﻓﻆ ﺑـﻪ ﻣﻨﻈـﻮر ﺗـﺄﺧﻴﺮ در ﺧﻮردﮔﻰ و ﺳﺨﺖ ﻛﺎرى ﺳﻄﺢ ﻓﻮﻻد اﺳﺖ. اﻣﺎ روى در ﺳﺎﺧﺖ آﻟﻴﺎژﻫﺎى ﺑﺮﻧﺞ و آﻟﻴﺎژﻫـﺎى رﻳﺨﺘﮕـﻰ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر Zn ﻧﻴﺰ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻰﺷﻮد .

اکسید روی

اﻛﺴﻴﺪ روي، ﭘﻮدري ﺳﻔﻴﺪ ﻣﺎﻳﻞ ﺑﻪ زرد و ﺑﺴﻴﺎر ﻧﺮم، ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ ﺳﻄﺢ وﻳﮋه ﺑﺴﻴﺎر ﺑﺎﻻ اﺳـﺖ. ﭘﻮدر اﻛﺴﻴﺪ روي ﺑﺎ ﺷﻜﻞ ذرات و ﺗﻮزﻳﻊ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﻛﻨﺘـﺮل ﺷـﺪه ﺑـﺴﻴﺎر ﻣﻄﻠـﻮب ﺑـﻮده و ﺑـﺮاي ﺳـﺎﺧﺖ ﺳﺮاﻣﻴﻚﻫﺎﻳﻲ ﺑﺎ رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﺑﻬﻴﻨﻪ و ﺧﻮاص ﻛـﺎرﺑﺮدي ﭘﻴـﺸﺮﻓﺘﻪ ﻣـﻮرد ﻧﻴـﺎز ﻣـﻲﺑﺎﺷـﺪ. اﻛـﺴﻴﺪ روي ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮي را ﻣﻲﺗﻮان از ﻃﺮﻳﻖ روشﻫﺎﻳﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻣﻴﻜﺮواﻣﻮﻟﺴﻴﻮن، روش ﺳﻨﺘﺰ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي، رﺳﻮب دﻫﻲ، روشﻫﺎي ﺳﻞ ژل و ﺳﻨﺘﺰ ﺣﺮارﺗﻲ ﺑﺎ اﺳﭙﺮي ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻛﺮد. روي اﻛﺴﻴﺪ ﻳﺎ اﻛﺴﻴﺪ روي (ZINC OXIDE) ﻛﻪ در ﻛﺘﺎﺑﻬﺎي ﻛﻬﻦ ﺗﻮﺗﻴﺎ ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮد، ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻏﻴﺮآﻟﻲ ﺑﺎ ﻓﺮﻣﻮل ZnO و ﺑﻪ ﺷﻜﻞ ﭘـﻮدري ﺳـﻔﻴﺪ رﻧﮓ و ﻏﻴﺮﻣﺤﻠﻮل در آب اﺳﺖ. اﺧﻴﺮاً اﻛﺴﻴﺪ روي (ZnO) در اﻧﺠﻤﻦﻫﺎي ﻋﻠﻤﻲ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ ﻣـﺎده آﻳﻨﺪه دار ، ﺗﻮﺟﻪ ﺑﺴﺎر زﻳﺎدي ﺑﻪ ﺧﻮد ﺟﻠﺐ ﻛﺮده اﺳﺖ. ﺑﺎ اﻳﻦ وﺟﻮد ﺗﺎ ﺣﺪ زﻳﺎدي ﺑﺎ ﻧﺎم ﻏﻠﻂ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ZnO ﺑﻪ ﻃﻮر ﮔﺴﺘﺮدهاي از ﺳﺎل 1935 ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ و ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار داده ﺷﺪه اﺳﺖ .

ﺑﺎ ﺑﺴﻴﺎري از ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻓﻌﻠﻲ ﻣﺎ و ﭘﻴﺸﺮﻓﺖ روز ﺑﻪ روز زﻧـﺪﮔﻲ، از ﻟﺤـﺎظ اﺳـﺎس و ﻛـﺎرﺑﺮد، اﻳـﻦ ﻣـﺎده (ZnO) ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ و ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار داده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺷﻬﺮت و ﻣﻌﺮوﻓﻴﺖ زﻳﺎد اﻳﻦ ﻣﺎده ﻧﺎﺷﻲ از رﺷﺪ و ﺗﻮﺳﻌﻪ ﺗﻜﻨﻮﻟﻮژي و ﻓﻨﺎوري ﺳﺎﺧﺖ ﻻﻳﻪﻫـﺎي واﺣـﺪ (ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻟـﻲ) و ﻫﻤﺒﺎﻓﺘـﻪ ﺑﺎ ﻛﻴﻔﻴـﺖ ﺑﺴﻴـﺎر ﺑﺎﻻ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﺗﺤﻘﻖ اﻳﻦ اﻣﺮ ﺷﺪه اﺳﺖ ﻛﻪ ZnO ﺑﻪ ﻋﻨﻮان وﺳﺎﻳﻞ و اﺑﺰار آﻻت اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻜﻲ و ﻧﻮري ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗـﺮار ﮔﺮﻓﺘـﻪ اﺳﺖ. ﺑﺎ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﺎﻧﺪ زﻳﺎد 3/4ev و اﻟﻘﺎء اﻟﺰام آور و ﺑﺴﻴﺎر زﻳﺎد اﻧﺮژي 60 mev در دﻣﺎي اﺗﺎق، ZnO ﻣﺎﻧﻨﺪ GaN ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﻲ در اﺑـﺰار آﻻت و وﺳﺎﻳﻞ ﻧﻮري ﻓﺮاﺑﻨﻔﺶ و آﺑﻲ اﻳﻔﺎ ﻣﻲﻛﻨﺪ. ﺑﺎ اﻳﻦ ﺣﺎل در اﻳﻦ ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎ، ZnO ﻧﺴﺒﺖ ﺑـﻪ GaN از ﭼﻨـﺪﻳﻦ ﻣﺰﻳـﺖ ﺑﺮﺧـﻮردار ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﻣﻬﻤﺘﺮﻳﻦ آﻧﻬﺎ اﻟﻘﺎء ﺑﺴﻴﺎر اﻟﺰام آور اﻧﺮژي و ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ رﺷﺪ و ﺑﺰرگ ﺷﺪن ﻣﻮاد واﺣﺪ ﺑﻠﻮري (ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻟﻴﻦ) ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ .[5 – 6] اﻛﺴﻴﺪ روي ﻳﻜﻲ از ﻣﻮادي اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺑﺎﻻ در ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ در دو دﻫﻪ اﺧﻴﺮ ﺑﺴﻴﺎر ﻣـﻮرد ﺗﻮﺟـﻪ ﻗـﺮار ﮔﺮﻓﺘـﻪ اﺳﺖ. اﻛﺴﻴﺪ روي، ﻧﻴﻤﻪ رﺳﺎﻧﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﮔﺎف اﻧﺮژي ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ و ﭘﻬﻦ در ﺣﺪود 3/3 mev در دﻣﺎي اﺗﺎق اﺳﺖ ﻛـﻪ در ﻣﻘﻴـﺎس ﻧـﺎﻧﻮ داراي ﺧﻮاﺻﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻓﻮﺗﻮﻟﻮﻣﻴﻨﺴﺎﻧﺲ و ﻟﻴﺰر، اﭘﺘﻴﻚ ﻏﻴﺮ ﺧﻄﻲ و ﭘﻴﺰواﻟﻜﺘﺮﻳﺴﻴﺘﻪ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻏﻴﺮ ﺧﻄﻲ ﺑﺎﻻ و ﭘﺎﻳﺪاري ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺧﻮب اﺳـﺖ. ﻧﺎﻧﻮ ذرات اﻛﺴﻴﺪ روي از ﻧﻈﺮ ﺟﺬب اﺷﻌﻪ ﻣﺎوراء ﺑﻨﻔﺶ ﻧﻴﺰ داراي ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي وﻳﮋهاي ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ ﻛﻪ از آن ﺟﻤﻠﻪ ﻣﻲﺗـﻮان ﺑـﻪ ﻛـﺎرﺑﺮد آﻧﻬﺎ در ﭘﻤﺎدﻫﺎي ﺳﻮﺧﺘﮕﻲ و ﻛﺮمﻫﺎي ﺿﺪآﻓﺘﺎب ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺟﺬب ﻛﻨﻨﺪه ﻗﻮي ﭘﺮﺗﻮ UV و ﻓﻮﺗﻮﻛﺎﺗﺎﻟﻴﺴﺖ ﺑـﺮاي ﺣـﺬف آﻟـﻮدﮔﻲﻫـﺎي ﻣﺤﻴﻂ زﻳﺴﺖ اﺷﺎره ﻛﺮد.

اکسید روی
زینک اکساید

روشﻫﺎي ﺳﻨﺘﺰ و ﻓﺮآوري ﻓﻴﻠﻢﻫﺎي ﻧﺎزك اﻛﺴﻴﺪ روي

روش ﺳﻞ- ژل

روش ﺳﻞ- ژل ﺑﻪ دﻟﻴﻞ داﺷﺘﻦ ﻣﺰﻳﺖﻫﺎي ﻓﺮاواﻧﻲ از ﺟﻤﻠﻪ ﺗﻮاﻧﺎﻳﻲ اﻳﺠﺎد ﻓﻴﻠﻢ در ﺳﻄﻮح ﻧﺴﺒﺘﺎً ﻛﻮﭼﻚ، ﻛﻨﺘﺮل اﺳﺘﻮﻛﻴﻮﻣﺘﺮي ﺑـﺎﻻ، ﻫﺰﻳﻨﻪﻫﺎي ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺗﻮﻟﻴﺪ و … ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺳﺎﻳﺮ روشﻫﺎ ﺑﻪ ﻃﻮر وﺳﻴﻊ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد. ﺧﻮاص اﭘﺘﻴﻜﻲ و ﺳﺎﺧﺘﺎري ﻓﻴﻠﻢﻫـﺎي ﻧﺎزك اﻛﺴﻴﺪ روي ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺑﻪ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺗﻜﻨﻴﻚ رﺳﻮب ﮔﺬاري، ﻓﺮآﻳﻨـﺪ ﺧـﺸﻚ ﺳـﺎزي، دﻣـﺎي ﺑﺎزﭘﺨﺖ، PH ﻣﺤﻠﻮل، ﻏﻠﻈﺖ ﻣﺤﻠﻮل و … ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد. ﻓﻴﻠﻢﻫﺎي ﻧﺎزك اﻛﺴﻴﺪ روي ﻛﻪ ﺑﻪ روش ﺳﻞ – ژل ﺗﻬﻴـﻪ ﺷـﺪهاﻧـﺪ، داراي ﺳﺎﺧﺘﺎر آﻣﻮرﻓﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ و ﻫﻴﭻ ﻗﻠﻪاي در ﻓﺎز ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻟﻲ آﻧﻬﺎ دﻳﺪه ﻧﻤﻲﺷﻮد. ﺗﻤﺎم ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺗﺤﺖ اﻳﻦ ﺷﺮاﻳﻂ ﺗﻬﻴﻪ ﺷـﺪهاﻧـﺪ ﻧﻴـﺰ ﺑﺪﻳﻦ ﺻﻮرت داراي ﺳﺎﺧﺘﺎر آﻣﻮرف ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﻣﻲﺗﻮان ﻓﻴﻠﻢﻫﺎي ﻧﺎزك اﻛﺴﻴﺪ روي ﻣﺘﺨﻠﺨﻞ را ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روﻳﻪﻫـﺎي ﻣﻨﺎﺳـﺐ روش ﺳﻞ – ژل و ﺗﻜﻨﻴﻚ ﭘﻮﺷﺸﻲ ﻓﺮوﻛﺸﻲ ﺑﻪ دﺳﺖ آورد. ﺧﻮ اص اﭘﺘﻴﻜﻲ و ﺳﺎﺧﺘﺎري ﻓﻴﻠﻢﻫﺎي ﻧﺎزك ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪه، ﺑﻪ ﺷﺪت ﺑـﻪ ﺷـﺮاﻳﻂ ﺗﻬﻴﻪ آﻧﻬﺎ ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد. ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻓﻴﻠﻢﻫﺎي ﻧﺎزك ﺑﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮ روش ﺗﻬﻴﻪ ﺳﻞ و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺗﻜﻨﻴﻚ ﻻﻳﻪﻧﺸﺎﻧﻲ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲﻛﻨـﺪ. زﻣـﺎﻧﻲ ﻛـﻪ از اﺗﺎﻧﻮل و اﺳﻴﺪ اﺳﻴﺘﻴﻚ ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺣﻼل و ﻛﺎﺗﺎﻟﻴﺰور اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد، ﺳﻄﺢ ﻓﻴﻠﻢ ﻧﺎﻳﻜﻨﻮاﺧﺖ و زﺑﺮ بدﺳﺖ ﻣﻲآﻳـﺪ. اﮔـﺮ از دي اﺗﺎﻧﻮل اﻣﻴﻦ ﺑﻪ ﺟﺎي ﻣﻮﻧﻮ اﺗﺎﻧﻮل اﻣﻴﻦ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﻮد و ﺗﻜﻨﻴﻚ ﻏﻮﻃﻪوري ﻧﻴﺰ ﺑﻪ ﻛﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد، ﺳﻄﺢ ﻓﻴﻠﻢﻫﺎ ﻛﺎﻣﻼً ﻳﻜﻨﻮاﺧﺖ و ﺻﺎف ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣﻲآﻳﺪ.

روش ﺳﻨﺘﺰ اﺣﺘﺮاﻗﻲ

ﺳﻨﺘﺰ اﺣﺘﺮاﻗﻲ در ﻣﺤﻠﻮل (SCS) ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺳﺎده و ﺳﺮﻳﻌﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ اﺧﻴﺮاً ﮔﺴﺘﺮش ﻳﺎﻓﺘﻪ و ﺳﻨﺘﺰ ﻧﺎﻧﻮﻣﻮاد ﮔﻮﻧﺎﮔﻮﻧﻲ را درﭘـﻲ دارد. اﻳـﻦ روﻧﺪ ﺷﺎﻣﻞ ﻳﻚ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﮔﺮﻣﺎزاي ردوﻛﺴﻲ (اﻛﺴﻴﺪاﺳﻴﻮن – اﺣﻴﺎ) ﺑﻴﻦ ﻣﺤﻠﻮل ﻫﻤﮕﻦ اﻛﺴﻴﺪ ﻛﻨﻨﺪهﻫﺎ (ﺑﻄﻮر ﻣﺜﺎل ﻧﻴﺘﺮاتﻫﺎي ﻓﻠﺰي) ﺳﻮﺧﺖﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ (ﺑﻄﻮر ﻣﺜﺎل اوره، ﮔﻼﻳﺴﻴﻦ و ﻫﻴﺪرازﻳﺪﻫﺎ) ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ و ﺑﻄﻮر ﻣﻮﻓﻘﻴﺖ آﻣﻴـﺰي ﺑـﺮاي ﺳـﻨﺘﺰ اﻛـﺴﻴﺪﻫﺎي ﻓﻠـﺰي ﻧﺎﻧﻮﺳﺎﺧﺘﺎر ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد. ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻧﻮع ﻣﺎده اوﻟﻴﻪ و ﻧﻴﺰ ﺷﺮاﻳﻂ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺮاي ﺳﺎزﻣﺎﻧﺪﻫﻲ ﻓﺮآﻳﻨﺪ، ﺳﻨﺘﺰ اﺣﺘﺮاﻗﻲ در ﻣﺤﻠﻮل ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪ دو ﺻﻮرت اﺣﺘﺮاق ﻻﻳﻪ ﺑﻪ ﻻﻳﻪ و اﺣﺘﺮاق ﺣﺠﻤﻲ ﺻﻮرت ﮔﻴﺮد.

ﺑﻄﻮر ﺧﻼﺻﻪ ﻣﺰاﻳﺎي روش ﺳﻨﺘﺰ اﺣﺘﺮاﻗﻲ در ﻣﺤﻠﻮل ﺷﺎﻣﻞ ﻣﻮارد زﻳﺮ اﺳﺖ :1- ﺑﻌﻠﺖ ﺣﻞ ﺷﺪن ﻣﻮاد اوﻟﻴﻪ در آب، اﺧﺘﻼط ﻣﻮاد اوﻟﻴﻪ در ﻣﻘﻴﺎس ﻣﻮﻟﻜﻮﻟﻲ اﻣﻜﺎن ﭘﺬﻳﺮ اﺳﺖ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ، ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺗﺮﻛﻴـﺐ ﻣـﻮردﻧﻈﺮ در ﻣﻘﻴﺎس ﻣﻮﻟﻜﻮﻟﻲ اﻣﻜﺎن ﭘﺬﻳﺮ اﺳﺖ. 2- دﻣﺎي ﺑﺎﻻي واﻛﻨﺶ ﺑﺎﻋﺚ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﺎده اي ﺧﺎﻟﺺ و ﺑﻠﻮري ﻣﻲﺷﻮد. ﺿﻤﻦ اﻳﻨﻜﻪ دﻣﺎي ﺑﺎﻻ ﺑﻪ ﻫﻤـﺮاه ﺳـﺮﻋﺖ ﺳـﺮﻣﺎﻳﺶ ﺳـﺮﻳﻊ، ﺑﺎﻋﺚ ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ ﺑﺘﻮان ﺑﻪ ﻓﺎزﻫﺎي دﻣﺎ ﺑﺎﻻ دﺳﺖ ﻳﺎﻓﺖ. 3- زﻣﺎن ﻛﻮﺗﺎه ﻓﺮآﻳﻨﺪ و ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﺤﺼﻮﻻت ﮔﺎزي در ﺣﻴﻦ واﻛﻨﺶ اﺣﺘﺮاق، ﻣﺎﻧﻊ از رﺷﺪ ذرات ﺷﺪه و ﺑﺎﻋﺚ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﭘﻮدر ﺑـﺎ اﻧـﺪازه ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮي و ﺳﻄﺢ وﻳﮋه ﺑﺎﻻ ﻣﻲﮔﺮدد. 4- ﺳﺎده ﺑﻮدن ﺗﺠﻬﻴﺰات ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در اﻳﻦ روش، ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻧﺴﺒﺘﺎً ﻛﻢ ﻣﻮاد اوﻟﻴﻪ، ﺗﻚ ﻣﺮﺣﻠﻪاي ﺑﻮدن ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺳﻨﺘﺰ و ﺻﺮﻓﻪﺟﻮﻳﻲ در اﻧﺮژي از ﻣﺰﻳﺖﻫﺎي دﻳﮕﺮ روش ﺳﻨﺘﺰ اﺣﺘﺮاﻗﻲ در ﻣﺤﻠﻮل ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ.

در ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﺸﺨﺺ ﮔﺮدﻳﺪه اﺳﺖ ﻛﻪ اﻛﺴﻴﺪ روي ﻧﺎﻧﻮ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺑﻄـﻮر ﻣﻮﻓﻘﻴـﺖآﻣﻴـﺰي ﺑـﻪ روش ﺳـﻨﺘﺰ اﺣﺘﺮاﻗـﻲ در ﻣﺤﻠﻮل ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﺷﻮد. ﺑﺮرﺳﻲﻫﺎ ﻧﺸﺎن داده اﺳﺖ ﻛﻪ ﻓﺎز اﺻﻠﻲ در اﻛﺴﻴﺪ روي ﺑﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﺳـﻮﺧﺖ ﺑـﻪ اﻛـﺴﻴﺪ ﻛﻨﻨـﺪه 0/8، 1، 1/2 و 1/3، ﻓﺎز ﻫﮕﺰاﮔﻮﻧﺎل اﺳﺖ. ﻧﺘﺎﻳﺞ ﻧﺸﺎن داده اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺎ اﻓﺰاﻳﺶ ﻧﺴﺒﺖ ﺳﻮﺧﺖ ﺑﻪ اﻛﺴﻴﺪ ﻛﻨﻨﺪه، اﺑﺘﺪا اﻧﺪازه ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻟﻴﺴﺖﻫﺎ اﻓـﺰاﻳﺶ ﺳﭙﺲ ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ دﻣﺎي اﺣﺘﺮاق (Tc) ﺑﺮاي ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﺑﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﺳﻮﺧﺖ ﺑﻪ اﻛﺴﻴﺪ ﻛﻨﻨﺪه ﺑﺮاﺑـﺮ ﺑـﺎ 0/8، 1 و 1/2 ﺑـﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ 358/14، 304/74 و 399/45°C و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ دﻣﺎي اﺷﺘﻌﺎل (Tig) ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ 264/92، 231/89، 232/91°C اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﺷﺪه اﺳﺖ.

روش اﺳﺘﻔﺎده از ﻛﺎﻧﻲﻫﺎي اﻛﺴﻴﺪ روي

ذرات ﻧﺎﻧﻮ اﻛﺴﻴﺪ روي در ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻣﺨﺘﻠﻒ اﻋﻢ از ﻏﺬاﻳﻲ، داروﻳﻲ، ﻻﺳﺘﻴﻚﺳﺎزي، اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻜﻲ و ﻣﻮارد ﻣﺸﺎﺑﻪ ﻛﺎرﺑﺮد ﻓﺮاواﻧـﻲ ﭘﻴـﺪا ﻛـﺮده اﺳﺖ. اﻳﻦ ﻣﺎده ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روشﻫﺎي ﮔﻮﻧﺎﮔﻮن و ﺟﺪﻳﺪ ﺑﻌﺒﺎرت دﻳﮕﺮ ﺑﺎ اﺑﺘﻜﺎرات ﻧﻮﻳﻦ در دﻧﻴﺎ در ﺣﺎل ﺳﺎﺧﺖ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ و آﺛـﺎر ﻣﻜﺘـﻮب ﺳﺎﻻﻧﻪ ﻣﺤﻘﻘﺎن ﮔﻮﻳﺎي اﻳﻦ اﻣﺮ اﺳﺖ. در اﻳﻦ زﻣﻴﻨـﻪ ﺗﻌـﺪادي از ﻣﺤﻘﻘـﻴﻦ ﺑـﻪ ﺑﺮرﺳـﻲ ﺗﻮﻟﻴـﺪ ذرات ﻧـﺎﻧﻮي اﻛـﺴﻴﺪ روي و ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﭘﻴﻮﻧﺪ آن ﭘﺮداﺧﺘﻨﺪ. آﻧﻬﺎ ذرات ﻧﺎﻧﻮ اﻛﺴﻴﺪ روي را از ﻃﺮﻳﻖ ﺗﺮﺳﻴﺐ ﻫﻤﻮژﻧﻲ ﺑﺪﺳﺖ آوردﻧﺪ. ﺑﺮاي ﺟﻠـﻮﮔﻴﺮي از ﺗﺠﻤـﻊ و آﮔﻠﻮﻣﺮاﺳﻴﻮن ذرات روي و اﺻﻼح ﺳﻄﺢ ﻣﻮﺛﺮ از روش ﭘﻴﻮﻧﺪ ﭘﻠﻲ ﻣﺘﻴﻞ ﻣﺘﺎﻛﺮﻳﻠﻴﺖ اﺳﺘﻔﺎده ﻛﺮدﻧﺪ. ﺑﺪﻳﻦ ﺻﻮرت ﻛـﻪ اﺑﺘـﺪا ﺑـﺎ ﻳـﻚ ﻋﺎﻣﻞ ﺗﺰوﻳﺞ ﻛﻨﻨﺪه ﺳﻄﺢ ذرات اﻛﺴﻴﺪ روي را ﻋﻤﻞ آوري ﻣﻲﻛﺮدﻧﺪ ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ اﻳﺠﺎد ﭘﻴﻮﻧﺪﻫﺎي دوﺗﺎﻳﻲ در ﺳﻄﺢ ذرات اﻛـﺴﻴﺪ روي ﻣﻲﺷﺪ و از آﮔﻠﻮﻣﺮاﺳﻴﻮن ﺟﻠﻮﮔﻴﺮي ﻣﻲﻛﺮد. آﻧﻬﺎ درﻳﺎﻓﺘﻨﺪ ﻛﻪ اﻓﺰاﻳﺶ ﻏﻠﻈﺖ ﻣﻮﻧﻮﻣﺮ ﻣﻲﺗﻮاﻧـﺪ ﺑﺎﻋـﺚ اﻓـﺰاﻳﺶ ﭘﻴﻮﻧـﺪ ذرات ﺷـﻮد و اﻓﺰودن ﺑﻌﻀﻲ از ﺳﻄﺢ ﺳﺎزﻫﺎ در ﺗﻔﺮق ذرات ﻣﻮﺛﺮ واﻗﻊ ﺷﺪه اﺳﺖ.

ﺗﻌﺪادي دﻳﮕﺮ از ﻣﺤﻘﻘﻴﻦ ﻃﻲ ﻳﻚ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ذرات اﻛﺴﻴﺪ روي را از ﻃﺮﻳﻖ ﺗﺮﺳﻴﺐ در ﻳﻚ ﻣﺤـﻴﻂ واﺳـﻄﻪ ارﮔـﺎﻧﻴﻜﻲ ژﻻﺗﻴﻨﻲ ﺑﺪﺳﺖ آوردﻧﺪ. ذرات ﻧﺎﻧﻮ اﻛﺴﻴﺪ روي ﻣﺴﺘﻘﻴﻤﺎ از ﻃﺮﻳﻖ ژل آﮔﺎر ﺷﺎﻣﻞ ﺳﻮﻟﻔﺎت روي ﺗﺤﺖ ﺗـﺎﺛﻴﺮ ﻳـﻮنﻫـﺎي OH- ﺑﺪﺳـﺖ ﻣﻲآﻳﻨﺪ، ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺑﺎﻧﺪي ﻧﺎﻧﻮاﻛﺴﻴﺪ روي ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺷﺪه ﺑﺎ اﺷﻜﺎل ﺳﺘﺎرهاي، ﺑﻴﻀﻮي و ﻛﺮوي از ﻃﺮﻳﻖ ﺗﺮﺳﻴﺐ دورهاي ﻫﻤـﺴﻮ ﺑـﺎ ﺗـﺄﺛﻴﺮ و ﭘﺨﺶ OH- ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﺷﻮد. ذرات ﺑﺎ اﺷﻜﺎل ﺳﺘﺎره و ﺑﻴﻀﻮي از ﻃﺮﻳﻖ ﻓﺮآﻳﻨﺪ اﻧﺤﻼل ﻣﺎدهاي ﻛﻪ از ﭘﻴﺶ ﺗﺮﺳـﻴﺐ 3Zn (OH) ZnSO ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه ﺑﻮﺟﻮد ﻣﻲآﻳﻨﺪ. اﺑﻌﺎد ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه ﺑﻴﻦ 100 ﺗﺎ 500 ﻧﺎﻧﻮ ﻣﺘﺮاﻧﺪ.

در ﺗﺤﻘﻴﻖ ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺘﻪ در زﻣﻴﻨﻪي ﺗﻬﻴﻪ ي ﻧﺎﻧﻮ اﻛﺴﻴﺪ روي از ﻛﺎﻧﻲﻫﺎي اﻛﺴﻴﺪ روي، اﺑﺘﺪا ﻛﻨﺴﺎﻧﺘﺮه اﻛـﺴﻴﺪ روي در دو ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺳﺮد وﮔﺮم ﺗﺼﻔﻴﻪ و ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻧﺎﺧﺎﻟﺺ آن ﺟﺪا ﮔﺮدﻳﺪ و ﻣﺤﻠﻮل ﺳﻮﻟﻔﺎت روي ﺣﺎﺻﻞ ﺟﻬﺖ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﻮدر ﻧﺎﻧﻮ اﻛـﺴﻴﺪ روي ﻣـﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. ﺳﭙﺲ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻣﻮﺛﺮ در ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﻮدر ﻧﺎﻧﻮي اﻛﺴﻴﺪ روي اﺳﺖ، ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ ﻣﻨﻈﻮر ﺷﺶ ﭘﺎراﻣﺘﺮ دﻣﺎ، ﻏﻠﻈﺖﻫﺎي NaOH، Na2CO3 و ZnSO4، زﻣﺎن اﻧﺠﺎم واﻛﻨﺶ و ﺳﺮﻋﺖ ﻫﻤﺰدن در 4 ﺳﻄﺢ ﻃﺮاﺣـﻲ ﺷـﺪ ﻛـﻪ در اﻳـﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﺷﺮط ﺑﻬﻴﻨﻪ زﻣﺎﻧﻲ ﺣﺎﺻﻞ ﺷﺪ ﻛﻪ ﻏﻠﻈﺖ ﺳﻮﻟﻔﺎت روي، ﻛﺮﺑﻨﺎت ﺳﺪﻳﻢ و ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ ﺳﺪﻳﻢ ﺑﺮاﺑﺮ 1ﻣﻮل ﺑﺮ ﻟﻴﺘﺮ و دﻣﺎي اﻧﺠﺎم واﻛﻨﺶ ﺑﺮاﺑﺮ 90 درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد ﺑﺎﺷﺪ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻋﻮاﻣﻞ زﻣﺎن و ﺳﺮﻋﺖ ﻫﻤﺰن ﺗﺄﺛﻴﺮ ﭼﻨﺪاﻧﻲ در ﭘﺎﺳﺦ ﻫـﺪف ﻧﺪاﺷـﺘﻨﺪ. ﻳﻌﻨـﻲ ﺗـﺎﺛﻴﺮ ﻋﻮاﻣﻠﻲ ﻧﻈﻴﺮ زﻣﺎن اﻧﺠﺎم واﻛﻨﺶ و ﺳﺮﻋﺖ ﻫﻤﺰدن در ﺳﻄﻮح اﻧﺘﺨﺎﺑﻴﺸﺎن وﻗﺘﻲ ﻛﻪ ﺳﺎﻳﺮ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎ در ﺳﻄﺢ ﺑﻬﻴﻨﻪ ﺧﻮد ﻗـﺮار دارﻧـﺪ آﺷﻜﺎر ﻧﻤﻲﺷﻮد. در ﻧﻬﺎﻳﺖ ﺑﺎ اﻧﺠﺎم ﻳﻚ آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﺎ ﺷﺮاﻳﻂ ﺑﻬﻴﻨﻪ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪ ﻛﻪ در ﭘﻮدر ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه ﻓﻘﻂ ﭘﻴﻚﻫﺎي ZnO ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲﺷﻮد و ﭘﻮدر ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه داراي اﺑﻌﺎد 70 ﺗﺎ 150 ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ اﺳﺖ.

ﻓﺮآﻳﻨﺪ ژﻻﺳﻴﻮن

ذرات، ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ و ﺳﻴﻢﻫﺎ ﺑﺎ اﻧﺪازه ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮي، ﻃﻴﻒ وﺳﻴﻌﻲ از ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ و ﻧﻮري را ﺑﻪ ﻧﻤﺎﻳﺶ ﻣﻲﮔﺬارﻧﺪ. اﻛﺴﻴﺪ روي ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺗﺄﺛﻴﺮات ﻣﻨﺤﺼﺮﺑﻔﺮد ﺧﻮد ﺑﺎ ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژيﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ، ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي وﺳﻴﻊ ﺑﺎﻟﻘﻮهاي را در ﺳﻴﻢﻫﺎي ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ، ﺣـﺴﮕﺮﻫﺎي ﮔﺎزي، ﺳﺮاﻣﻴﻚﻫﺎ، دﺳﺘﮕﺎهﻫﺎي ﻧﻮري و اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ دارا ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻛﻨﺘﺮل ﺳـﻨﺘﺰ و ﻣﻮرﻓﻮﻟـﻮژي ﻧـﺎﻧﻮ ذرات ZnO اﺧﻴـﺮاً ﺗﻮﺟـﻪ زﻳﺎدي را ﺑﻪ ﺧﻮد ﺟﻠﺐ ﻛﺮده اﺳﺖ. ﻫﻤﭽﻴﻨﻦ ﻧﺎﻧﻮ ﭘﻮدر اکسید روی ﻣﻴﻠﻪاي ﺷﻜﻞ، ﻛﺎرﺑﺮد ﺑﺴﻴﺎري در ﺗﻬﻴﻪ ﻧﺎﻧﻮﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫـﺎ دارد. اﻣـﺮوزه از ﻧﺎﻧﻮﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺗﻘﻮﻳﺖ ﻛﻨﻨﺪه ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ﻓﻴﺒﺮي و ﭘﻠﻴﻤﺮي اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد. اﻳﻦ ﻛﺎر ﺑﺎ ﻣﺨﻠﻮط ﻧﻤﻮدن ﻧﺎﻧﻮﻟﻮﻟﻪﻫﺎ ﺑﺎ ﭘﺎﻳﻪﻫﺎي ﭘﻠﻴﻤﺮي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺻﻮرت ﻣﻲﮔﻴـﺮد ﻛـﻪ اﻳـﻦ ﻋﻤـﻞ ﻣﻨﺠـﺮ ﺑـﻪ اﻳﺠـﺎد ﭘﻴﻮﻧـﺪﻫﺎي واﻧـﺪرواﻟﺲ ﺑـﻴﻦ ﻧﺎﻧﻮﻟﻮﻟـﻪﻫـﺎ و ﭘﻠﻴﻤـﺮ ﻣـﻲﺷـﻮد. ﻧﺎﻧﻮﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪه ﺑﺎ ﻧﺎﻧﻮﻣﻴﻠﻪﻫﺎي ZnO ﻣﺰاﻳﺎي ﻓﺮاواﻧﻲ دارﻧﺪ ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ ارﺗﻘﺎء ﺳﻄﺢ ﻛﻴﻔﻴﺖ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و ﻓﻴﺰﻳﻜـﻲ ﻣﺎﺗﺮﻳﺲ ﭘﻠﻴﻤﺮ ﻣﻲﺷﻮد. ﻧﻜﺘﻪاي ﻛﻪ در اﻳﻦ ﻧﻮع ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎ ﻣﻬﻢ اﺳﺖ، اﻳﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ در ﺳﺎﺧﺖ اﻳﻦ ﻧﻮع ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳـﺖﻫـﺎ ﺑﺎﻳـﺪ ﺳـﻌﻲ ﺷﻮد ﻧﺎﻧﻮﻣﻴﻠﻪﻫﺎي ZnO ﻛﻪ در ﻣﺎﺗﺮﻳﺲ ﭘﻠﻴﻤﺮ ﺗﻮزﻳﻊ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ، ﻳﻜﻨﻮاﺧﺖ ﺑﺎﺷﺪ و ﻣﻴﻠﻪﻫﺎي اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه ﺑﺎ ﻃﻮل ﺑﻠﻨـﺪﺗﺮ و ﻗﻄـﺮ ﻛﻤﺘـﺮ ﺑﺎﺷﺪ، زﻳﺮا ﻧﺤﻮه آراﻳﺶ ﻣﻴﻠﻪﻫﺎ ﺟﻬﺖ ﻳﻜﻨﻮاﺧﺖ ﺷﺪن در زﻣﻴﻨﻪ ﭘﻠﻴﻤﺮي ﻣﻬﻢ اﺳﺖ.

ﺑﺮاي ﺳﻨﺘﺰ ﻧﺎﻧﻮﭘﻮدرﻫﺎ روشﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ وﺟﻮد دارد ﻛﻪ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻛﻠﻲ ﺑﻪ ﺳﻪ دﺳـﺘﻪ ﻓﻴﺰﻳﻜـﻲ، ﻣﻜـﺎﻧﻴﻜﻲ و ﺷـﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺗﻘـﺴﻴﻢ ﺑﻨـﺪي ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. در روش ژﻻﺳﻴﻮن، ژل ﭘﻠﻴﻤﺮي ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ در ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﺎ روش ﺳﻞ-ژل، ﭼﻮن از ﻧﻤـﻚﻫـﺎي ﻣﻌـﺪﻧﻲ ﺑـﻪ ﺟـﺎي آﻟﻜﻮﻛﺴﻴﺪﻫﺎي ﻓﻠﺰي ﮔﺮان ﻗﻴﻤﺖ و آب ﻧﻴﺰ ﺑﻪ ﺟﺎي ﺣﻼلﻫﺎي آﻟﻲ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد، اﻗﺘﺼﺎديﺗـﺮ ﻣـﻲﺑﺎﺷـﺪ. در ﺗﺤﻘﻴﻘـﺎت ﺻـﻮرت ﮔﺮﻓﺘﻪ، ﺳﻨﺘﺰ ﻧﺎﻧﻮ ذرات اکسید روی ﺑﺎ ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژي ﺷﺒﻪ ﻣﻴﻠﻪاي دوﺷﺎﺧﻪاي ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش ژﻻﺳـﻴﻮن اﻧﺠـﺎم ﺷـﺪه اﺳﺖ. ﻓﺎزﻳﺎﺑﻲ، اﻧﺪازه ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻟﻴﺖﻫﺎ و ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژي ﭘﻮدر ZnO ﺳﻨﺘﺰ ﺷﺪه ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺑﺎ XRD و SEM ﺑﺮرﺳﻲ ﺷﺪهاﻧﺪ. ﻧﺘﺎﻳﺞ اﺷﻌﻪ ﭘﺮاش اﻳﻜﺲ ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ ﻛﻪ ﻧﺎﻧﻮذرات ZnO ﺳﻨﺘﺰ ﺷﺪه ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻟﻲ ورﺗﺰﻳﺖ درآﻣﺪهاﻧﺪ. ﻫﻤﻪي ﭘﻴﻚﻫﺎ را ﻣﻲﺗـﻮان ﺑـﺎ ﻓﺎز اﻛﺴﻴﺪ ﻃﺒﻴﻌﻲ روي ﻣﻄﺎﺑﻘﺖ داد ﻛﻪ دﻻﻟﺖ ﺑﺮ ﺧﻠﻮص ﺑﺎﻻي ﻧﺎﻧﻮ ذرات اکسید روی ﺑﺪﺳـﺖ آﻣـﺪه دارد. ﺗـﺼﺎوﻳﺮ ﻣﻴﻜﺮوﺳـﻜﻮپ SEM ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ ﻛﻪ ﻧﺎﻧﻮ ذرات ZnO ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻳﻚ ﺑﻌﺪي رﺷﺪ ﻧﻤﻮده و ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺒﻪ ﻣﻴﻠـﻪﻫـﺎ را ﻣـﻲدﻫﻨـﺪ. 

ﻧﻤﻮﻧـﻪاي ﻛـﻪ در 600 درجه سانتی گراد ﺗﻜﻠﻴﺲ ﺷﺪه، ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژي ﻣﻴﻠﻪاي ﺷﻜﻞ دارد. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ، داﻧﻪﻫﺎي ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮي ﺑﺴﻴﺎري در ﻣﻴﺎن ﻧﺎﻧﻮﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎ ﺑﺮاي ﻧﻤﻮﻧﻪﻫـﺎي ﺗﻜﻠـﻴﺲ ﺷﺪه در دﻣﺎﻫﺎي 400 درجه سانتی گراد و 500 درجه سانتی گراد ﺑﻪ ﻣﺪت 3 ﺳﺎﻋﺖ وﺟﻮد دارد ﻛﻪ اﻳﻦ رﻳﺰداﻧﻪﻫﺎ در دﻣﺎﻫﺎي ﺑﺎﻻﺗﺮ ﻳﻜﻲ ﺑﻌﺪ از دﻳﮕﺮي ﺑﻪ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﻣﺘﺼﻞ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژي ﻣﻴﻠﻪاي ﻧﺎﻧﻮ ذرات ZnO، ﺑﻪ دﻣﺎي ﺗﻜﻠﻴﺲ و ﻏﻠﻈﺖ آب ﻣﻮﺟﻮد در ﻣﺤﻠﻮل ﭘﻴﺶ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد و ﭘﻴﺪا ﻛﺮدن ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ دﻣﺎي ﺗﻜﻠﻴﺲ و ﻣﻴﺰان ﻏﻠﻈﺖ آب، ﺗﺄﺛﻴﺮ زﻳﺎدي در ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻧﺎﻧﻮﺳـﺎﺧﺘﺎرﻫﺎي اکسید روی دارد. ﻫﻤﭽﻨـﻴﻦ ﻛﻨﺘـﺮل ﻣﻴﺰان PH و زﻣﺎن ﺗﻜﻠﻴﺲ ﺑﺮ اﻧﺪازه داﻧﻪ ﻧﺎﻧﻮﻣﻴﻠﻪﻫﺎي اﻛﺴﻴﺪ روي ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻣـﺴﺘﻘﻴﻢ دارد. ﺑـﺎ اﻋﻤـﺎل ﺷـﺮاﻳﻂ ﺑﻬﻴﻨـﻪ ﺳـﻨﺘﺰ، ﻣـﻲﺗـﻮان ﻧﺎﻧﻮﻣﻴﻠﻪﻫﺎي ﻣﻨﺤﺼﺮﺑﻔﺮد اکسید روی ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻛﺮد ﻛﻪ در ﻧﺎﻧﻮﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ﺳﺮاﻣﻴﻜﻲ ﻣـﻮرد اﺳـﺘﻔﺎده ﻗـﺮار ﮔﻴـﺮد. ﻫﻤﭽﻨـﻴﻦ ﻧﺎﻧﻮﻣﻴﻠـﻪﻫـﺎي دوﺷﺎﺧﻪاي ﺳﻨﺘﺰ ﺷﺪه در ﻛﺎر ﺣﺎﺿﺮ، ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ روزﻧﻪ ﺟﺪﻳﺪي را ﺑﺮ روي دﻧﻴﺎي ﻧﺎﻧﻮﺗﻜﻨﻮﻟﻮژي ﺑﺎز ﻛﻨﺪ.

روش ﺗﺠﺰﻳﻪ ﺣﺮارﺗﻲ

 

اﻛﺴﻴﺪروي ﻳﻜﻲ از ﻣﻮادي اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺑﺎﻻ در ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ در دو دﻫﻪ اﺧﻴﺮ ﺑـﺴﻴﺎر ﻣـﻮرد ﺗﻮﺟـﻪ ﻗـﺮار ﮔﺮﻓﺘـﻪ اﺳﺖ. اﻛﺴﻴﺪروي ﻧﻴﻤﻪ رﺳﺎﻧﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﮔﺎف اﻧﺮژي ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ و ﭘﻬﻦ در ﺣﺪود 3/37 اﻟﻜﺘﺮون وﻟﺖ در دﻣﺎي اﺗﺎق اﺳﺖ ﻛﻪ در ﻣﻘﻴﺎس ﻧـﺎﻧﻮ داراي ﺧﻮاﺻﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻓﻮﺗﻮﻟﻮﻣﻴﻨﺴﺎﻧﺲ و ﻟﻴﺰر، اﭘﺘﻴﻚ ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ و ﭘﻴﺰواﻟﻜﺘﺮﻳﺴﻴﺘﻪ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻏﻴﺮ ﺧﻄﻲ ﺑﺎﻻ و ﭘﺎﻳﺪاري ﻣﻜـﺎﻧﻴﻜﻲ ﺧـﻮب اﺳﺖ. ﻧﺎﻧﻮذرات اﻛﺴﻴﺪروي از ﻧﻈﺮ ﺟﺬب اﺷﻌﻪ ﻣﺎوراءﺑﻨﻔﺶ ﻧﻴﺰ داراي ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي وﻳﮋه اي ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪﻛﻪ از آن ﺟﻤﻠﻪ ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ ﻛﺎرﺑﺮد آﻧﻬﺎ در ﭘﻤﺎدﻫﺎي ﺳﻮﺧﺘﮕﻲ و ﻛﺮمﻫﺎي ﺿﺪآﻓﺘﺎب ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺟﺬب ﻛﻨﻨﺪه ﻗﻮي ﭘﺮﺗﻮ UV و ﻓﻮﺗﻮﻛﺎﺗﺎﻟﻴﺴﺖ ﺑـﺮاي ﺣـﺬف آﻟـﻮدﮔﻲﻫـﺎي ﻣﺤﻴﻂ زﻳﺴﺖ اﺷﺎره ﻛﺮد.

در ﻳﻜﻲ از ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت اﻧﺠﺎم ﺷﺪه [20]، روش ﺗﺠﺰﻳﻪ ﺣﺮارﺗﻲ دي ﻫﻴﺪرات اﺳﺘﺎت روي ﺑﺮاي ﺳﺎﺧﺖ ﻧﺎﻧﻮ ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎي اﻛـﺴﻴﺪروي ﺑـﻪ ﻛﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ. ﺑﺮاي ﺳﺎﺧﺖ ﻧﺎﻧﻮﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎ از دي ﻫﻴﺪرات اﺳﺘﺎت روي (Zn(CH3COO)2.2H2O) ﻛﻪ ﭘﻮدري ﺳﻔﻴﺪرﻧﮓ ﺑﺎ ﺟﺮم ﻣﻮﻟﻲ M=219/49gr/mol ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ، اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺳﺎﺧﺖ ﻧﺎﻧﻮﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎ، ﻣﻘﺪاري از دي ﻫﻴﺪرات اﺳﺘﺎت روي در ﻳـﻚ ﻛـﺮوزه ﻗـﺮار داده ﺷﺪ و در ﻛﻮره ﮔﺬاﺷﺘﻪ ﺷﺪ. ﺳﭙﺲ ﻛﻮره ﺗﺎ دﻣﺎي 300°C ﮔﺮم ﺷﺪ و ﺑﺮاي ﻣﺪت 1 ﺗﺎ 15 ﺳﺎﻋﺖ در اﻳﻦ دﻣﺎ ﮔﺬاﺷﺘﻪ ﺷﺪ. در اﻳﻦ روش آﻫﻨﮓ ﮔﺮم ﻛﺮدن ﻛﻮره اﻫﻤﻴﺖ زﻳﺎدي دارد، ﺑﻪ ﮔﻮﻧﻪاي ﻛﻪ آﻫﻨﮓ ﮔﺮم ﻛﺮدن در ﻣﻘﺪار ﻣﺎدهي ﻣﺤﺼﻮل و ﻫﻤﭽﻨـﻴﻦ ﺗـﺸﻜﻴﻞ ﻓﺎزﻫﺎي ﻧﺎﺧﻮاﺳﺘﻪ ﺗﺄﺛﻴﺮ زﻳﺎدي دارد. در ﻫﺮ ﺑﺎر ﺳﻨﺘﺰ دو ﻧﻮع ﻣﺤﺼﻮل ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣﻲآﻳﺪ: 1- ﭘﻮدر ﺳﻔﻴﺪ رﻧﮓ ﻣﺘﺨﻠﺨﻠﻲ ﻛﻪ در دﻳﻮارهﻫﺎ اﻃﺮاف ﻛﺮوزه ﻗﺮار دارد و 2- ﭘﻮدر ﺧﺎﻛﺴﺘﺮي رﻧﮓ ﻛﻪ ﺑﻪ ﺳﺨﺘﻲ ﺑﻪ ﻛﻒ ﻇﺮف ﻛﺮوزه ﭼﺴﺒﻴﺪه اﺳﺖ. ﻣـﻮاد ﺳـﺎﺧﺘﻪ ﺷـﺪه ﺗﻮﺳـﻂ ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮپ اﻟﻜﺘﺮوﻧﻲ روﺑﺸﻲ، ﭘﺮاش اﺷـﻌﻪ اﻳﻜـﺲ و ﻃﻴـﻒ FT-IR ﻣﺸﺨـﺼﻪﻳـﺎﺑﻲ ﺷـﺪﻧﺪ. در ﻧﻬﺎﻳـﺖ ﻧﺘـﺎﻳﺞ ﻧـﺸﺎن دادﻧـﺪ ﻛـﻪ ﻧﺎﻧﻮﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎي ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺷﺪه ﺑﺪون ﻫﻴﭽﮕﻮﻧﻪ ﻧﺎﺧﺎﻟﺼﻲ و ﺑﺎ ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژي ﺑـﺴﻴﺎر ﻣﺘﻨـﻮع ﺗﻮﻟﻴـﺪ ﺷـﺪهاﻧـﺪ. در اﻳـﻦ روش ﻓﺮآﻳﻨـﺪ ﺗﺠﺰﻳـﻪ ديﻫﻴﺪرات اﺳﺘﺎت روي در دو ﻓﺎز ﺟﺎﻣﺪ و ﺑﺨﺎر اﻧﺠﺎم ﻣﻲﺷﻮد و اﻳﻦ اﻣﺮ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻧﺎﻧﻮذرات، ﻧﺎﻧﻮﺳﻴﻢﻫﺎ و ﻧﺎﻧﻮدﻳﺴﻚﻫﺎ ﺑﺎ اﻧﺪازه ﻳﻜﻨﻮاﺧﺖ و ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژي ﻳﻜﺴﺎن ﻣﻲﮔﺮدد.

ﻧﺘﻴﺠﻪﮔﻴﺮي

اﻟﻒ) اﻛﺴﻴﺪ روي، ﻧﻴﻤﻪرﺳﺎﻧﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﮔﺎف اﻧﺮژي در ﺣﺪود 3/3mev در دﻣﺎي اﺗـﺎق اﺳـﺖ ﻛـﻪ در ﻣﻘﻴـﺎس ﻧـﺎﻧﻮ داراي ﺧﻮاﺻـﻲ ﻣﺎﻧﻨـﺪ ﻓﻮﺗﻮﻟﻮﻣﻴﻨﺴﺎﻧﺲ و ﻟﻴﺰر، اﭘﺘﻴﻚ ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ و ﭘﻴﺰواﻟﻜﺘﺮﻳﺴﻴﺘﻪ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ ﺑﺎﻻ و ﭘﺎﻳﺪاري ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺧﻮب اﺳﺖ.

ب) ﻓﻴﻠﻢﻫﺎي ﻧﺎزك اﻛﺴﻴﺪ روي ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﭘﺎﻳﻴﻦ، ﺧـﻮاص ﭘﻴﺰواﻟﻜﺘﺮﻳﻜـﻲ ﻣﻨﺎﺳـﺐ، ﺷـﻔﺎﻓﻴﺖ ﺑـﺎﻻ در ﻧﺎﺣﻴـﻪ ﻣﺮﺋـﻲ و وﺟـﻮد ﺟﻨﺒﻪﻫﺎي ﺗﺰﻳﻴﻨﻲ، داراي ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي وﺳﻴﻌﻲ در ادوات ﻧﻴﻤﻪ رﺳﺎﻧﺎﻫﺎ، دﺳﺘﮕﺎهﻫﺎي ﻣﻮج آﻛﻮﺳـﺘﻴﻜﻲ و وﺳـﺎﻳﻞ اﭘﺘﻴﻜـﻲ- آﻛﻮﺳـﺘﻴﻜﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ. در ﻣﺠﻤﻮع ﻓﻴﻠﻢﻫﺎي ﻧﺎزك اﻛﺴﻴﺪ روي داراي وﻳﮋﮔﻲﻫﺎي اﭘﺘﻴﻜﻲ و اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﺧﻮﺑﻲ ﺑـﻮده و داراي ﻫﺰﻳﻨـﻪﻫـﺎي ﺳـﺎﺧﺖ ﭘﺎﻳﻴﻨﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ.

ج) روشﻫﺎي ﺳﻨﺘﺰ و ﻓﺮآوري ﻣﺘﻔﺎوﺗﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻛﻨﺪ و ﭘﺎش، رﺳﻮب ﮔﺬاري ﺑﺎرﻳﻜﻪ ﻣﻮﻟﻜﻮﻟﻲ، رﺳﻮب ﮔﺬاري ﻓﺎز ﺑﺨﺎر، ﺗﺒﺨﻴـﺮ ﺣﺮارﺗـﻲ، ﺗﺒﺨﻴﺮ واﻛﻨﺸﻲ، رﺳﻮب ﮔﺬاري ﺑﺨﺎر ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ، اﺳﭙﺮي ﭘﺎﻳﺮوﻟﻴﺰز و ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺳﻞ- ژل ﺑﺮاي ﺳﺎﺧﺖ ﻓﻴﻠﻢﻫﺎي ﻧﺎزك اﻛﺴﻴﺪ روي ﺑﻪ ﻛـﺎر ﻣﻲروﻧﺪ.

منبع

http://jicers.ir/article-1-195-fa.html

زینک اکسید

محصولات مرتبط

فهرست