اثر آلایش نقاط کوانتومی گرافن با عناصر k، b، n و cl بر طیف‌ گسیلی آن

در این پژوهش، اثر آلایش نقاط کوانتومی گرافن بر طیف های گسیلی آن ها بررسی شده است. نخست گرافن بر زیرلایه کاربید سیلیکون به روش روآرایی لایه نشانی شد. سپس نقاط کوانتومی گرافن آلایش شده بر زیر لایه گرافن به روش قطره چکانی توزیع شدند. ساختار نمونه ها توسط پراش سنج پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) و طیف سنج رامان مشخصه یابی شد. طیف های گسیلی از نقاط کوانتومی گرافن در اثر تابش نور فرابنفش بررسی شدند. پراش پرتو ایکس از گرافن رشد داده شده بر زیر لایه کاربید سیلیکون ساختار گرافن و کاربید سیلیکون را تایید کرد. تصویر میکروسکوپ نیروی اتمی یکنواختی سطح گرافن رشد داده شده بر کاربید سیلیکون را نشان داد. نگاشت بازتابندگی به دست آمده از طیف سنج رامان وجود تک لایه ها و دولایه های گرافن را تایید کرد. تصاویر میکروسکوپ های الکترونی روبشی و نیروی اتمی نیز توزیع یکنواخت نقاط کوانتومی گرافن بر زیر لایه را نشان دادند. دیده شد که با افزایش آلایش نقاط کوانتومی توسط بور از 0.75% به 1.5% و برای پتاسیم از 2% به 4%، شدت طیف گسیلی آن ها افزایش می یابد. همچنین با افزایش مقدار آلاینده نیتروژن و کلر از 2% به 4%، شدت طیف گسیلی کاهش یافت. افزون بر آن، شدت قله های طیف گسیلی نقاط کوانتومی آلایش شده با پتاسیم بیش از بور و شدت قله‌های نقاط کوانتومی گرافن آلایش شده با نیتروژن نسبت به کلر بیشتر است. به طور کلی، بیشترین و کمترین افزایش شدت طیف گسیلی در اثر آلایش به ترتیب با پتاسیم و کلر است.

The effect of doping Graphene Quantum Dots with K, B, N, and Cl on its emitted spectrum

In this work, the effect of doping Graphene Quantum Dots (GQDs) on their emission spectra has been studied. First, graphene has been deposited on SiC substrate by using sublimation method. Second, dopedGQDs have been distributed on the surface of graphene via drop casting. The structure of the samples have been studied and characterized by Xray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Atomic Force Microscopy (AFM), and MicroRAMAN spectrometer. Emitted spectra of the doped samples have been studied, and the results show the highest intensity is for K doped samples. The XRD pattern of epitaxial graphene on SiC, represents the structures of graphene and SiC. AFM image shows homogenous surface of epitaxial graphene grown on SiC. Reflectance mapping images obtained from MicroRAMAN spectrometer confirms the existence of mono and bilayers of graphene. The SEM and AFM results show homogenous dispersion of GQDs on the substrate. Results of the emitted spectra of the samples show that by increasing doping of GQDs with B from 0.75% to 1.5% and with K from 2% to 4%, the intensities of emission spectra from GQDs have been increased. Moreover, by increasing doping with N and Cl from 2% to 4%, these emission spectra from GQDs have been decreased. Also, the peaks intensity of K doped GQDs (KGQDs) are higher than those of B, and for NGQDs are more than those of Cl. In general, the highest and the lowest peak is for K and Cl, respectively.