22425

ساخت آشكارساز نورفرابنفش بر پايه نانوكامپوزيت روي اكسيد-پليمر

كارشناسي ارشد

فيزيك اتمي مولكولي

1396

1399/02/28

دكتر بيژن عفاري - دكتر علي غفاري نژاد

دكتر شهاب نوروزيان

فيزيك

در اين پژوهش از كامپوزيت روي ¬اكسيد(ZnO) و پليمر براي ساخت ديود p-n و به¬منظور آشكارسازي نورفرابنفش استفاده شده است. ابتدا روش¬هاي رشد نانوميله¬هاي روي اكسيد كه نيمه رساناي ذاتي حامل الكترون مي¬باشد بررسي شده و سپس روش¬هاي رشد پلي¬آنيلين و پلي پيرول به عنوان نيمه¬رساناي حامل حفره بررسي گرديده و روش الكتروشيميايي به صورت هسته-پوسته براي رشد هر دو ماده انتخاب شد. براي اين منظور پارچه كربني به عنوان يك زيرلايه قابل انعطاف، به صورت الكترود آماده گرديد و سپس با تهيه¬ي محلول الكتروليت رشد روي¬اكسيد و با دما و جريان مناسب، ساختارهاي ميله¬اي روي¬اكسيد بر سطح الياف كربن رشد داده¬ شد. سپس لايه¬ي پليمري بر روي نانوميله¬هاي ZnO به روش الكتروشيميايي نشانده شده و در انتها ITO با روش كندوپاش به صورت لايه¬ي نازك بر سطح كامپوزيت ZnO/پليمر لايه¬نشاني و اتصالات الكتريكي برقرار شده است. به منظور تاييد ساختار هگزاگونال روي اكسيد آناليز XRD انجام شده و آناليز SEM شكل ساختارها را نشان داده و با آناليز EDX نسبت عناصر پليمر و روي¬اكسيد موجود در نمونه¬ها، مشخص شد و به منظور بررسي خواص نوري، آناليز UV-VIS انجام گرديد كه دو لبه جذب در نمودار مشاهده شده است. همچنين به منظور بررسي خواص الكتريكي اين قطعات، مشخصه¬يابي الكتريكي I-V انجام گرديد كه افزايش جريان پس از برخورد فوتون¬هاي نورفرابنفش در كامپوزيت¬ها مشهود مي¬باشد. پس از مقايسه ميان آشكارسازها مشاهده شد كه در ولتاژ V1، جريان نوري براي آشكارساز روي اكسيد mA3.7 و براي آشكارساز روي اكسيد/پلي پايرول برابر mA5.09 و براي آشكارساز روي اكسيد/ پلي آنيلين برابر mA 7.58 مي¬باشد. همچنين پاسخدهي آشكارساز شامل روي¬اكسيد خالص، برابر باmA/W 1.01 بوده در حالي¬كه پاسخدهي در آشكارسازهاي روي اكسيد/پلي پيرول برابرmA/W1.35و در روي اكسيد/پلي آنيلين برابر با mA/W2.067 بدست آمد كه افزايش قابل توجهي را نشان مي¬دهد.

1399/06/19

Fabrication of ultraviolet photodetector based on ZnO/polymer nanocomposite

5/17/2020 12:00:00 AM

In this study ZnO and polymer nanocomposite were used to design p-n junction diode in order to detect UV wavelength. The first method of synthesis ZnO nanorod which is an n-type semiconductor and PANI and PPY as p-type semiconductor were investigated and the electrochemical method was chosen for both of them to form a core-shell structure. For this purpose flexible carbon cloth was prepared in the form of electrode as a substrate and then by preparing the ZnO growth solution with exact temperature and current, cause to zno nanorod was shaped. Next, the solution containing each monomer was prepared and put it again in the cell until ZnO/PANI and ZnO/PPY nanocomposite was synthesized. Then ITO thin layer was coated on the surface by the sputtering method. In order to confirm the regular growth ZnO nanorods array and ZnO/polymer nanocomposites and also ZnO formation hexagonal crystal structure the XRD and SEM and EDX analysis and for investigated of optical properties UV-vis analysis was performed. For investigated electrical properties the current-voltage characterization was performed too. As expected, was observed nanocomposite photodetectors was more sensitive than nanorod ZnO detector.