سنتز و شناسایی نانو ذرات بیسموت کالکوژنیدهای دوپه شده با بعضی از کاتیونهای لانتانیدی و بررسی خواص اپتیکی و هدایتی آنها

کالکوژنیدهای فلزی حوزه وسیع و تقریبا نامحدود از تحقیقات را فرا می گیرد. این مواد تمایل به تشکیل پیوندهای کووالانسی با ابعاد پایینتر دارند. بنابراین می توانند کریستالهایی در ابعاد نانو با مورفولوژیهای مختلف ایجاد کنند. این مواد خواص اپتیکی، الکتریکی، ترموالکتریکی و ... داشته می توانند در قطعات ترموالکتریکی، پیلهای خورشیدی و آرایه های فتوولتائیک، فتو دیود و قطعات سرد کننده ترمودینامیک استفاده شوند. در این پروژه، بیسموت کالکوژنیدهای دوپه شده با کاتیونهای نئودیمیوم، ساماریوم، یوروپیوم، گادولینیوم و تربیوم سنتز گردیدند و ساختار کریستالی، خواص نوری، هدایتی و طیفهای رامان و epr آنها مطالعه شدند. طیفهای xrd این ترکیبات نشان می دهد، میزان دوپه شدن از سولفید به تلورید کاهش می یابد و اختلاف در شعاع و خواص شیمیایی این کاتیونها منجر به تغییر پارامترهای سلول واحد می گردد. همانگونه که برای ترکیبات نانو قابل انتظار است، طیف های uv-vis و فلورسانس تمام ترکیبات سنتز شده جابجایی آبی نسبت به حالت حجیم نشان می دهند و دوپه شدن کاتیونهای لانتانیدی نیز ساختار الکترونی را تغییر داده و باعث می شود جابجایی هایی در باند گپ ترکیبات دوپه شده نسبت به حالت دوپه نشده ایجاد شود. بدلیل وجود نقصهایی در سطح ترکیبات یا ساختار آنها، دو پیک نشری باریک و پهن در فلورسانس بیسموت کالکوژنیدها دیده می شود. همچنین پیکهای نشری باریک در ترکیبات دوپه شده ظاهر می گردد که به انتقالات f-f کاتیونهای دوپه شونده مربوط می شود. طیفهای رامان ترکیبات سنتز شده، مدهای ارتعاشی فعال در رامان بیسموت کالکوژنیدها را نشان می دهد که در مورد بیسموت سولفیدها شدت این پیکها بسیار بالا می باشد. طیفهای epr نمونه ها تا حدودی موقعیت کاتیونهای لانتانیدی در ساختار را نشان می دهند. این طیفها در مورد یوروپیوم وجود eu(ii) در ساختار مربوطه را اثبات می کند. با افزایش دما مقاومت الکتریکی سلنیدها و تلوریدها کاهش وهدایت الکتریکی افزایش می یابد که در ترکیبات تلوریدی هدایت بهتری نسبت به سلنیدها مشاهده می گردد. نوع کاتیون دوپه شونده در میزان هداایت الکتریکی دخیل بوده و برای ترکیباتی با باند گپ کوچکتر هدایت بالاتر می باشد.