رشد کنترل یافته نانوسیمهای اکسید روی و مورفولوژی ساختاری آنها

در میان نانوساختارهای اکسید روی، نانومیله ها و نانوسیمهای اکسید روی به دلیل خواص ویژه شان در انتقال الکترون، خواص گسیل میدانی و قابلیت کاربردشان در قطعات با راندمان بالا شامل نانولیزرها، دیودهای گسیلنده نور، حسگرهای گازی، سلولهای خورشیدی حساس به رنگ و موجبرهای اپتیکی در سالهای اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. با توجه به وابستگی خواص نانوسیمها به مورفولوژی آنها، کنترل عوامل موثر بر رشد در جهت ساخت نانو میله ها و نانوسیمهای اکسید روی با اندازه، شکل و نظم مورد نظر در ساخت قطعات الکترونیکی و اپتوالکترونیکی نانو اهمیت زیادی دارد. رشد کنترل یافته نانوسیمهای اکسید روی با استفاده از روشی ساده و ارزان بدون استفاده از خلأ بالا، کاتالیست فلزی، زیرلایه گران قیمت و ماده افزودنی هنوز مورد چالش است. در این تحقیق خواص و کاربرهای اکسید روی در حالت حجمی، نانوساختارهای یک بعدی اکسید روی، روشهای ساخت و سازوکارهای رشد، مورفولوژی نانوسیمهای اکسید روی مورد مطالعه قرار گرفته اند. در ادامه بدون نیاز به روند آزمایشی پیچیده، با استفاده از روش انتقال و چگالش بخار شیمیایی(cvtc) با تغییرات اعمالی از قبیل استفاده از لوله (بوته) یک سر باز و استفاده از هوا به عنوان گاز عبوری، بدون استفاده از گاز حامل و گاز واکنشگر، زیرلایه های گران قیمت، کاتالیست فلزی و لایه بافر از قبل انباشت شده بر زیرلایه، مورفولوژی های متنوعی از قبیل نانومیله ها و نانوسیمهای اکسید روی شامل نانو میله های هگزاگونال، نانوسیمهای چند شاخه ای شامل تتراپادها با نوکهای سوزنی و مولتی پادها با تعداد شاخه های متفاوت، نانومیله های هگزاگونال با نوکهای هرمی، نانوسیمهای مدادی، تتراپادها با ساختارکمیاب به صورت شاخه های میله ای با سطح مقطع هگزاگونال، نانوسیمهای هگزاگونال، تتراپادها با ساختار کمیاب به صورت شاخه های میخی، نانوسیمهای بلند مخروطی و میکروسیمهای منشوری هگزاگونال فوق بلند با کنترل عوامل موثر بر رشد از قبیل دمای منبع، دمای زیرلایه، فاصله زیرلایه از مواد واکنشگر، مقدار ماده اولیه، نوع ماده اولیه، نوع زیرلایه (شیشه، کوارتز متخلخل و کوارتز) و قطر لوله (بوته) به دست آمدند. به دلیل عدم استفاده از خلأ، گاز حامل و گاز واکنشگر، زیرلایه های گران قیمت و کاتالیست فلزی هزینه ساخت به مقدار زیادی کاهش یافته است. برای بررسی و مقایسه مورفولوژی و خواص ساختاری محصولات به دست آمده با تغییر پارامترهای رشد به ترتیب از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و طیف پراش اشعه x (xrd) استفاده شده است.