بررسی اثر روش‌ فرآوری بر خواص ساختاری و نورتابی ماده دو بعدی ti3c2tx: مقایسه روش‌های hf مستقیم و درجا

  در این مقاله میزان تاثیر دو روش حکاکی شیمیایی hf مستقیم و درجا بر ترکیب شیمیایی، خواص ساختاری و نورتابی مکسین ti3c2tx بررسی و مقایسه شده است. نتایج حاصل از بررسی ریزساختار نمونه‌ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (fe-sem) بیانگر ریخت‌شناسی آکاردئونی به همراه ترک‌های سطحی مکسین ti3c2tx فرآوری شده به روش hf مستقیم و ریخت‌شناسی چیندار به همراه سطوح صاف و فاقد ترک نمونه فرآوری شده به روش hf درجا است. نتایج حاصل از آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) بیانگر زدایش کارآمدتر اتم‌های آلومینیم از فاز مکس اولیه ti3alc2 طی فرایند حکاکی hf درجا و افزایش فواصل d ساختار شبکه بواسطه نفوذ یون‌های li+ بین لایه‌های ti3c2tx است. آنالیز عنصری نیز بیانگر زدایش موفق اتم‌های al در هر دو روش و ایجاد پایانه‌های سطحی حاوی -f، -cl و -o می‌باشد. سطح ویژه بوسیله آنالیز bet برای مکسین‌های فرآوری شده به روش‌های حکاکی hf مستقیم و درجا به ترتیب معادل (m2/g) 4/4489 و (m2/g) 3/6964 اندازه‌گیری شده است. اگرچه براساس ساختار نوار الکترونی مکسین ti3c2tx ماده فلزی است که خاصیت نورتابی ندارد، اما  بررسی خواص نورتابی در دمای اتاق گسیل‌هایی در طول موج ‌های تقریبی 376، 430 و 590 نانومتر را نشان می‌دهد که به انرژی برانگیختی بستگی دارند. مقایسه طیف‌های نورتابی حاصل از برانگیختگی با دو طول موج‌ 275 و 375 نانومتر در دمای اتاق، وجود مقادیر متفاوتی از نقائص tiox را بر روی سطح مکسین‌های فرآوری شده به دو روش را نشان می دهد. 

investigating the effect of the processing method on the structural and photoluminescent properties of the two-dimensional ti3c2tx material: comparison of direct and in situ hf etching methods

in this article, the effect of two direct and in-situ hf etching on the chemical composition, structural properties and luminescence of ti3c2tx mxene has been investigated and compared. the results of examining the microstructure of the samples with fe-sem showed the accordion-like morphology with surface cracks of ti3c2tx synthesized by direct hf etching and the crinkle-like morphology with smooth, crack-free surface of ti3c2tx synthesized by in-situ hf etching. the results of xrd analysis showed more efficient removal of al atoms from the primary ti3alc2 max phase during the in-situ hf etching and the increase of the d-spacing of the network structure due to the intercalation of li+ ions between the ti3c2tx layers. edx analysis also showed the successful removal of al atoms in both methods and the creation of -f, -cl and -o functional groups. the specific surface area was measured by bet analysis for ti3c2tx mxene synthesized by direct and in situ hf etching methods, equal to 4.4489 (m2/g) and 3.6964 (m2/g), respectively. although ti3c2tx mxene is a metallic material and based on its electronic band structure, it does not have luminescent properties, but the investigation of luminescent properties at room temperature shows emissions at ~ 376, 430 and 590 nm wavelengths, which depend on the excitation energy. investigating the luminescence spectra at room temperature under different excitation wavelengths of 275 and 375 nm showed the presence of defects caused by tiox on the surfaces of mxenes synthesized by both methods.