سنتز و بررسی پوشش نانواکسیدی اکسید روی به روش آندایزینگ
زهرا عابدی
مهندسی مکانیک
۱۴۰۰
۸۴ص.
سی دی
کارشناسی ارشد
مهندسی مواد گرایش: شناسایی و انتخاب مواد مهندسی
۱۴۰۰/۰۷/۲۸
اکسید روی یک نیمه هادی نوع n با انرژی منطقه ی ممنوعهی eV37/3 است و دارای تحرک الکترون بالا است. به دلیل داشتن این ویژگیها، ZnO کاربردهای زیادی مانند سلولهای خورشیدی، فتوکاتالیست، دیودهای ساطع کننده نور، سنسورهای گازی، رنگهای خود تمیز شونده، لوازم آرایشی و کرمهای ضدآفتاب دارد. روشهای گوناگونی برای تولید فیلمهای نانوساختاری ZnO در مقالات گزارش شده است که شامل رسوب بخار شیمیایی، رشد اپیتاکسیال، رسوب الکتریکی و آندایزینگ هستند. با این روشها، نانوساختارهای متنوعی مانند نانوسیم، نانوتخلخل، نانودانه، نانوقفس و نانوکره تولید شدهاند. در میان این روشها، آندایزینگ انتظارات خوبی در تولید مورفولوژیهای گوناگون را به خود اختصاص داده است. در بررسی حاضر، پوشش نانواکسیدی ZnO به روش آندایزینگ سنتز شده است. در این روش، الکترولیت آبی mM50 بی کربنات سدیم به عنوان الکترولیت آندایز، ورق Zn با ابعاد cm3*cm1 به عنوان آند و ورق پلاتین با همان ابعاد به عنوان کاتد مورد استفاده قرار گرفت. ولتاژ فرآیند آندایزینگ (V5 و V10) و فاصله میان آند و کاتد (cm3 و cm5) به عنوان متغیرهای این پژوهش در نظر گرفته شدند. سپس پوششهای به دست آمده برای بررسی بیشتر تحت آزمون های XRD، FE-SEM، RAMAN، DRSو EIS قرار گرفتند.با توجه به نتایج به دست آمده از آزمونهای ذکر شده، پوشش به دست آمده در ولتاژ V5 و فاصله الکترودها در cm5، در مقایسه با پوششهای به دست آمده در بقیه شرایط، پایدارتر بودند. این نمونهها دارای نتایج بهتری همچون، ریزساختاری با نانوسیمهای بلندتر و قطورتر به ترتیب به مقادیر nm01/39 و nm52/184، انرژی منطقه ممنوعه کمتر به مقدار eV04/3 و آرایه¬های نانوسیم بلوری تر و منظم تری هستند
Zinc oxide is an n-type semiconductor with a bandgap equal to 3.37eV and has high electron mobility. Owing to these properties, ZnO has many applications such as solar cells, photocatalysts, light-emitting diodes, gas sensors, self-cleaning paints, cosmetics, and sunscreens. Several methods have been reported in the literature for the synthesis of ZnO nanostructured films, including chemical vapor deposition, epitaxial growth, electrical deposition, and anodizing. Different nanostructures have been synthesized by these methods such as nanowires, nanopores, nanoparticles, nanocages, and nanospheres. Anodization is an effective method to synthesize various morphologies in comparison to other methods. In the present study, ZnO nano oxide coating has been synthesized by the anodization method. In this method, a 50mM sodium bicarbonate aqueous electrolyte was used as the anodization electrolyte, Zn foil with dimensions of 1 cm * 3cm as the anode, and Pt foil with the same dimensions as the cathode. The voltage of anodization (5V and 10V) and the space between the anode and the cathode (3 cm and 5 cm) were considered as the variables of this study. The obtained coatings were then tested by XRD, FE-SEM, RAMAN, DRS, and EIS for the further examination.According to the results, the coating obtained at 5V and the distance between the electrodes,5 cm, was found to be more stable than the coatings obtained under other conditions. These samples have better results, including a microstructure with longer and thicker nanowires at 39.01 nm and 184.52 nm, respectively, a low bandgap at 3.04 eV, and more regular and crystalline nanowire arrays
Synthesis and investigation of ZnO nanooxide coating by anodization method