مطالعه خواص ساختاری، نوری و حسگری گازی نانوذرات اکسید روی آلائیده با آلومینیوم، سنتز شده به روش حلال گرمایی

در این پژوهش، نانوذرات نیمرسانای اکسید روی آلاییده با ناخالصی آلومینیوم (AZO) با استفاده از نمک اولیه نیترات روی و عامل کمپلکس ساز اتیلن گلیکول با نسبت مولی آلومینیوم به روی 0، 2، 4، 6 و 10 درصد به روش حلال گرمایی سنتز شدند. ساختار بلوری و ریختار سطح نمونه های تهیه شده توسط پراش سنج پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی اثر میدان (FESEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) بررسی شد. نتایج پراش پرتو ایکس نشان داد که نمونه ها دارای قله های ارجح مربوط به صفحات (100)، (002)، (101)، (102)، (110) و (103) فاز اکسید روی با ساختار بلوری ششگوشی ورتسایت هستند. با افزایش تراکم ناخالصی، جایگاه قله ها به سمت زاویه های بالاتر جابه جا می شوند، اندازه نانو بلورک ها روند افزایشی و ثابت های شبکه روند کاهشی دارند. اندازه نانو بلورک ها در گستره 51/17 تا 21/26 نانومتر است. تصاویر FESEM و TEM نمونه ها نشان دادند که افزایش درصد ناخالصی آلومینیوم باعث افزایش اندازه دانه ها و نانو ذرات شده است. گاف نوری نانوذرات در گستره 5/2 تا eV 79/2 است. با افزایش مقدار ناخالصی آلومینیوم از صفر تا 4%، گاف نوری به تدریج کاهش یافته و با افزایش بیشتر ناخالصی گاف نوری افزایش می یابد. بررسی ویژگی های حسگری به گاز استون در نمونه ی با 4%  ناخالصی نشان داد که بیشترین زمان پاسخ 60 ثانیه برای غلظت ppm 2300 و کمترین زمان پاسخ 42 ثانیه برای غلظت ppm 3600 است.