سنتز و بررسی خواص نوری و مغناطیسی اثر آلاینده همزمان بر نانو ذرات اکسید روی

در این پژوهش به بررسی اثر آلایش همزمان یون کبالت به همراه یون های منیزیم، کلسیم و مس با استفاده از روش سل ژل بر روی خواص ماده پرداخته شد. خواص ساختاری، ریخت شناسی و اپتیکی نانو ذرات سنتز شده با استفاده از پراش اشعه ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (fesem)، طیف سنجی فروسرخ (ftir) و طیف سنجی drs مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل به روش ریتولد الگوهای xrd ساختارتک فاز ورتزیت هگزاگونال را تایید نمود. در طیف سنجی فروسرخ باندهای مربوط به این ساختار در عدد موج در حدود cm^-1 400 شناسایی شد. تصاویر میکروسکوپی نشان داد که ذرات ریز اکسید روی با ابعاد 10 تا 20 نانومتر در اثر چسبیدن به یکدیگر آگلومره شده اند. علاوه بر این مشخص شد که شکاف باند نمونه های آلاییده شده نسبت به اکسید روی خالص کاهش یافته است. گاف انرژی در اثر افزوده شدن کبالت به عنوان آلاینده از ev 0/3 به ev 5/2 و با اضافه شدن مس به عنوان آلاینده دوم به ترکیب، سبب کاهش بیشتر و رسیدن به حدود ev 1/2 می شود. همچنین بررسی نمونه ها با دستگاه vsm نشان داد که خواص مغناطیسی ذرات با اضافه شدن آلاینده کبالت تقویت شده و به memu/g 40 می رسد. اما در نتیجه هم آلاییده شدن خاصیت مغناطیسی به دلیل حضور یون غیرمغناطیسی کم می شود و تنها در نمونه حاوی هم آلاینده مس و کبالت تغییر محسوسی ایجاد نمی شود. لذا می توان این نمونه را مناسب ترین نمونه ساخته شده در کاربرد نیمه رسانای مغناطیسی رقیق به حساب آورد.

Synthesis and Investigation of Optical and Magnetic Properties of Co-Doped effect on Zinc Oxide Nanoparticles

In this study, the effect of simultaneous doping of magnesium, calcium, and copper ions on the properties of zinc oxide doped with cobalt was investigated. The solgel method has been used for the synthesis of nanoparticles. The structural and optical properties of the synthesized nanoparticles were investigated using Xray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), and DRS spectroscopy. Rietveld rsquo;s analysis of XRD patterns confirmed the hexagonal wurtzite phase structure. In infrared spectroscopy, bands related to this structure were detected at a wavenumber of about 400 cm1. Microscopic images showed that fine zinc oxide particles with dimensions of 10 to 20 nm were agglomerated by sticking to each other. In addition, it was found that the bandgap of the doped samples was reduced relative to pure zinc oxide. Due to the addition of cobalt as a dopant, the bandgap energy reduced from 3.0 eV to 2.5 eV. Also, copper ion as a second dopant in the composition caused a further reduction in the bandgap and reaches about 2.1 eV. The examination of the samples by the VSM device showed that the magnetic properties of the particles are enhanced by the addition of cobalt dopant and reach 40 memu / g. However, as a result, the magnetic property is reduced with other codoped samples. copper and cobalt codoped zinc oxide have no significant changes in magnetic properties. Therefore, with a lower bandgap and the best magnetic properties, this sample can be considered the most suitable sample in the dilute magnetic semiconductors rsquo; application.