%36تخفیف

دانلود پروژه:ساخت نانوسیم­های بس لایه­ای بیسموت-تالیم با استفاده از روش رسوب­گذاری الکتروشیمیایی در قالب پلی­کربنات

تعداد124 صفحه در فایل word

گروه آموزشي فیزیک

 

کارشناسي ارشد در رشته فیزیک گرايش اتمی مولکولی

 

 

ساخت نانوسیم­های بس لایه­ای بیسموتتالیم با استفاده از روش رسوب­گذاری الکتروشیمیایی در قالب پلی­کربنات

 

 

چكيده:

در اين پروژه نانوسيم­هاي فلزيBiو Tl و نانوسيم­هاي بس­لايه­ايBi/Tl درون حفره­هاي قالب پلي­کربنات با قطر nm100به روش رسوب­گذاري الکتروشيميايي تهيه شدند.رسوب­گذاري الکتروشيميايي به صورت پتانسيواستات و با استفاده از سيستم سه الکترودي انجام شد. رشد نانوسيم­هايBi، Tl و نانوسيم­هاي بس­لايه­ايBi/Tl، به ترتيب با استفاده از الکتروليتي حاوي نمکBi، نمک Tlو سيستم دو حماميحاوي نمک­هايBi و Tlانجام گرديد. پتانسيل بهينه اعمالي جهت رشد  نانوسيم­هايBi و Tl به ترتيبV1/0- وV8/0- مورد استفاده قرار گرفت.نمودار جريان – زمان رشد دو مرحله­اي نانوسيم­ها شامل جوانه زني در انتهاي حفره­ها و  شروع رشد نانوسيم­ها درون حفره­ها را بر روي قالب پلي­کربنات بيان مي­کند.همچنين نانوسيم­ها با استفاده از طيف پراش اشعه­ي ايکس(XRD)، ميکروسکوپ­هاي الکتروني روبشي(SEM) و عبوري(TEM)، انرژي پراکنده شده اشعه­ي ايکس(EDX)، پس­پراکندگی رادرفورد(RBS)و انتشار اشعه­ي ايکس القايي(PIXE)مورد مطالعه و بررسي قرار گرفتند. طيفXRD نشان داد که ساختار کريستالي نانوسيم بيسموت، ساختار رمبوهدرال است و نانوسيم تاليم،  داراي ساختار هگزاگونال مي­باشد. با توجه به تصاوير TEM، قطر ميانگين نانوسيم­ها تعيين شد. طول نانوسيم­ها توسط آناليز RBS و غلظت عناصر و درصد وزني آنها توسط آناليز PIXE مشخص شد.

واژه­هاي کليدي: نانوسيم­هاي بس لايه­اي، رسوب­گذاري الکتروشيميايي، قالب پلي­کربنات، بيسموت، تاليم

فهرست مطالب

1-1. مقدمه 3

1-2. نانوسیم 4

1-3. انواعنانوسیم‌ها 4

1-3-1. نانوسيم‌هايفلزي 4

1-3-2. نانوسیم‌هایهادیونیمههادی 5

1-3-3. نانوسیم‌هایسیلیکونی 5

1-3-4. نانوسیم‌هایآلی 5

1-4. تاریخچه­ینانوسیم­هایفلزی 6

1-4-1. تاریخچه­یتکنانوسیمفلزی 6

1-4-2. تاریخچه­ینانوسیم‌هایآلیاژیفلزی 10

1-4-3. تاریخچه­ینانوسیم‌هایبس­لایه­یفلزی 13

1-5. روش‌هایساخت 17

1-5-1. لیتوگرافی 17

ا-5-1-1. لیتوگرافینوری 18

1-5-1-2. لیتوگرافیبا باریکه­یالکترونی 19

1-5-1-3. لیتوگرافیکاوه­یروبشی 19

1-5-2.تزریقفشاری 19

1-5-3. رسوببخار 20

1-5-4. روشVLS 20

1-6. انواعقالب‌هایمورداستفادهجهتساختنانوسیم‌ها 21

1-6-1. قالبمثبت (method templatePositive) 22

1-6-1-1. نانولوله­هایکربنی (Carbon nanotube) 22

1-6-1-2. قالبDNA 22

1-6-1-3. قالب­هایمثبتدیگر 23

1-6-2. قالبمنفیNegative Template)) 23

1-6-2-1. اکسیدآلومینیومآندیمنظم 23

1-6-2-2. قالب­هایTrack-etched 24

2-1. مقدمه 30

2-2. رسوب‌گذاریالکتروشیمیایی 32

2-2-1. الکترولیت 32

2-2-2. انواعالکترودها 32

2-3. فاکتورهایمؤثربررسوب‌گذاریالکتروشیمیایی 34

2-4. سینتیکحاکمبررسوب‌گذاریالکتروشیمیایی 36

2-4-1. مکانیسمانتقالماده 36

2-4-1-1. فرآیندمهاجرت 37

2-4-1-2 فرآیند انتشار 37

2-4-1-3. فرآیندهمرفت 37

2-5. تبلورالکتروشیمیایی 38

2-6. رسوب­گذاریالکتروشیمیاییفلز 40

2-6-1. رسوب‌گذاریالکتروشیمیایییکفلزمنفرد 40

2-6-2. نمودارCVCyclic Voltametry )) 42

2-7. انواعرسوب‌گذاریالکتروشیمیایی 44

2-7-1. رسوب‌گذاریالکتروشیمیاییتکحمام 44

2-7-2. رسوب‌گذاریالکتروشیمیاییبهروشدوحمام 46

2-8. پراشاشعه‌یایکس(XRD) 47

2-8-1. مکانیزمپراشاشعه‌یایکس 47

2-8-2. اندازه‌یبلورک­ها 49

2-9. میکروسکوپالکترونیروبشی(SEM) 50

2-10. میکروسکوپالکترونیعبوری(TEM) 51

2-11. دستگاهپراکندگیانرژیاشعه‌یایکس   (EDX) 51

2-12. شتاب‌دهنده‌یواندوگراف 52

2-12-1. پس­پراکندگی رادرفورد(RBS) 53

2-12-2. انتشاراشعه­یايكسالقاييذره­اي(PIXE) 54

3-1. مقدمه 59

3-2. الکترولیت 59

3-2-1. الکترولیتحاوییونهایBi3+ 60

3-2-2. الکترولیتحاوییون+ Tl 60

3-3. نمودارCV 61

3-4. سلالکتروشیمیایی 63

3-5. انتخابقالبرشد 63

3-6. لایهنشانیAuبررویقالبپلی­کربنات (روشکندوپاش) 64

3-7. رسوب‌گذاریالکتروشیمیایینانوسیم­ها 65

3-7-1. رسوب‌­گذاریالکتروشیمیایینانوسیم‌هایBiوTl 65

3-7-2. رسوب‌گذاریالکتروشیمیایینانوسیم‌هایبسلایه‌ایBi/Tl 68

3-8. نمودارجریان- زمان 69

3-8-1. نمودارجریان- زماننانوسیمBi 69

3-8-2. نمودارجریان- زماننانوسیمTl 70

3-8-3. نمودارجریان- زماننانوسیم‌هایبس­لایه­ایBi/Tl 71

3-9. بررسیساختارکریستالینانوسیم‌هایBiوTlونانوسیم­هایبسلایه­ای Bi/Tlتوسطاشعه­یپرتوX 72

3-10. مطالعهنانوسیم‌هایBiوTlونانوسیم‌هایبسلایه­ایBi/Tl توسطمیکروسکوپالکترونیروبشی 74

3-10-1. آمادهسازینمونهبرایآنالیزSEM 75

3-11. مطالعهنانوسیم‌هایBiوTlونانوسیم­هایبسلایه­ایBi/Tlتوسطمیکروسکوپالکترونیعبوری 77

3-12. مطالعهنانوسیم­هاتوسطدستگاهآنالیزپراکندگیانرژیاشعه­یایکس 79

3-13. مطالعهنانوسیم­هاتوسطآنالیزپس­پراکندگیرادرفوردوانتشاراشعه­یایکسالقایی 81

3-13-1. آنالیزپس­پراکندگیرادرفورد(RBS) 81

3-13-2. آنالیزانتشاراشعه‌یایکسالقایی(PIXE) 82

3-14.تشکیلنانو­لوله 84

3-15. نتیجه­گیری 86

3-16. پیشنهادات 88

فهرست جداول

جدول 3-1. مقدارموادشیمیاییبرایتهیه­ی 25 میلیلیترازالکترولیتBiبا3/1=pH. 60

جدول 3-2. مقدارموادشیمیاییبرایتهیه­ی 25 میلیلیترازالکترولیتTl با1/1=pH. 61

جدول 3-3. درصدوزنیواتمیعناصرنانوسیمهایبسلایه­ایBi/Tl 80

جدول3-4. طولنانوسیم­هایتکلایه­یBi،تکلایه­یTl،دولایهوچهارلایه­یBi/TlبااستفادهازطیفRBS 82

جدول 3-5. غلظتعناصرنانوسیم­هادرونقالبپلی­کربنات (بدونشستشو) بااستفادهازتکنیکPIXE (برحسبppm ). 84

جدول 3-6. درصدوزنیعناصرنانوسیم­هادرونقالبپلی­کربنات (بدونشستشو). 84

فهرست اشکال

شکل1-1. طرحواره­ای از رشد نانوسیم­های سیلیسیوم به وسیله­ی مکانیزم VLS …………………………………..20

شکل 1-2. طرحواره­ایازاشکالهندسیمختلفحفره­هایایجادشدهالف) استوانه­ای،ب) مخروطی،ج) دومخروطیود) قیفیشکل. 25

شکل 1-3. طرحواره­ایازقالبپلی­کربناتحاویحفره. 26

شکل2-1. مراحلقرارگیریاتمهایفلزیرویWE. 39

شکل 2-2. طرحواره­یسیستمرسوبگذاریالکتروشیمیاییفلز. 41

شکل 2-3. نمودارهایپتانسیودینامیکبهدستآمدهبرایغلظت­هایمختلفCu، Co وCu/Coباآهنگجاروب. 43

شکل 2-4. نمودارتغییراتپتانسیلبرحسبزمانبرایدوفلزAوB. 45

شکل2-5. پراکندگیکشسانپرتوهایXازصفحاتبلوریموازیبافاصله­ی d. 48

شکل2-6. اتاقکآزمايشپيکسیوپس‌پراکندگیرادرفوردمتداول 55

شکل 3-1. نمودارCVبهدستآمدهبرایالکترولیتحاوییونBi3+. 62

شکل 3-2. نمودارCVبهدستآمدهبرایالکترولیتحاوییونTl+. 62

شکل 3-3. تصویرمحفظه­یسلالکتروشیمیاییپروژه. 63

شکل 3-4. تصویرSEMقالبپلی­کربناتکهدارایمنافذnm100 است. 64

شکل 3-5 . تصویرقالبپلی­کربناتپسازلایهنشانی. 65

شکل 3-6. تصویرسیستمرسوب­گذاریالکتروشیمیاییمورداستفادهدراینپروژه. 66

شکل 3-7. تصویرالکترودپلاتینمورداستفادهدراینپروژهبهعنوانالکترودثانویه. 67

شکل 3-8. تصویرالکترودAg/AgClمورداستفادهدراینپروژهبهعنوانالکترودمرجع. 67

شکل 3-9. طرحواره­ایازمراحلرشدنانوسیم­هادرونقالبپلی­کربنات. 69

شکل 3-10. نمودارجریان- زماننانوسیم­هایBi. 70

شکل 3-11. نمودارجریان- زماننانوسیم­هایTl. 70

شکل 3-12. نمودارجریان- زماننانوسیم­هایچهارلایه­یBi/Tl. 71

شکل 3-13. طیفپراشاشعه­یXنانوسیم­هایBi کهتحتولتاژV1/0- رشدیافتهاند. 72

شکل 3-14. طیفپراشاشعه­یXنانوسیم­هایTl کهتحتولتاژV8/0- رشدیافتهاند. 73

شکل 3-15. طیفپراشاشعه­یXنانوسیم­هایبس­لایه­ایBi/Tl کهبهترتیبتحتولتاژV 1/0- و V8/0- رشدیافته­اند. 74

شکل 3-16. تصویرSEMنانوسیم­هایBiرشدیافتهتحتولتاژV 1/0- 75

شکل 3-17. تصویرSEMنانوسیم­هایTlرشدیافتهتحتولتاژV 8/0- 76

شکل3-18. تصویرSEMنانوسیم­هایبس­لایه­ایBi/TlکهبهترتیبتحتولتاژV 1/0- وV8/0- رشدیافته­اند. 76

شکل3-19. تصویرTEMنانوسیم­هایBiکهتحتولتاژV1/0- ساختهشدهاست. 78

شکل3-20. تصویرTEMنانوسیم­هایTlکهتحتولتاژV8/0- ساختهشدهاست. 78

شکل3-21. تصویرTEMنانوسیمبس­لایه­ایBi/Tlکهلایه­هایآنبهترتیبتحتولتاژV 1/0- وV8/0- ساختهشدهاست. 79

شکل 3-22. طیفEDXنانوسیم­هایبسلایه­ای Bi/Tl. 80

شکل3-23. طیفRBSنانوسیم­هایتکلایه­یBi،تکلایه­یTl،دولایهوچهارلایه­یBi/Tl 81

شکل3-24. طیفPIXEنانوسیم­هایتکلایه­یBi،تکلایه­یTl،دولایهوچهارلایه­یBi/Tl 83

شکل 3-25. طیفپراشاشعه­یXنانولوله­هایبس­لایه­ایBi/Tl کهبهترتیبتحتولتاژV 1/0- و V8/0- رشدیافته­اند. 85

شکل3-26. تصویرSEMنانولوله­هایبس­لایه­ایBi/TlکهبهترتیبتحتولتاژV 1/0- وV8/0- رشدیافته­اند. 86

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo