الاقتلاع بالليزر لجسيمات الذهب @ الليثيوم نوبايت النانوية كقلب/غلاف في السائل واستخدامه في التطبيقات الكهروبصرية

الباحث

مروة صباح محسن الوزني

المشرف

ايفان طارق سليم - رائد اسماعيل عبد الوهاب

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم العلوم التطبيقية / الليزر والإلكترونيات البصرية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Laser Ablation; Core/Shell Nanoparticles; Lithium Niobate; Photodetector

في هذا البحث تم تحضير ودراسة خصائص الكاشف الضوئي ذو المفرق الهجين ذو HS متكون من و لذهب-االليثيوم نوبايت (اللب -القشرة). اغشية ومعلقات الليثيوم نوبايت الخالص والمركب النانوي المتكون من الذهب والليثيوم نوبايت تم تحضيرها باستخدام طر يقة الاقتلاع النبضي لليزر الاندي ياك في السوائل والذي يعمل بواسطة نظام عامل تحسين الجودة والطول الموجي المتولد بالتوافقي الثاني وعدد نبضات ذو Veg 7٠١ للنوبايت والذهب على التوالي، تم التحضير باستخدام طاقات ليزر مختلفة وباستخدام سوائل مختلفة وهي الماء المقطر والايثانول. الجسيمات النانوية للثيوم نوبايت نم تحضيرها باستخدام طاقات ليزر ١,*61,56767,7 جول /سم ". الخصائص البصرية تم قياساها باستخدام محلل . اظهرت النتائج ان طيف الامتصاص يزداد بزيادة طاقة الليزر ولكلا السائليين مع (1717-7715])الطيف وجود قمة واضحة للذهب واخرى لليثيوم نوبايت. قيم فجوات الطاقة للمعلقات المحضرة اثبتت تكون الليثيوم نوبايت ومركب الليثيوم نوبايت مع الذهب حيث انها تقل من ٠5 MEO الكترون فولت تقريبا بعد تشكل اللب والقشرة. الفلورة الضوئية قد تم قياسها بدرجة حرارة الغرفة، حيث اظهرت النتائج تغير شدة القمم مع تغير طاقة الليزر وبدون وجود ازاحة لموقع القمم في عينات الايثانول وازاحة صغيرة للعينات المحضرة في الماء المقطر قمم الفلورة الضوئية كانت بمقدار ”5034-5537 نانوميتر للماء والايثانول على التوالي . نتائج الاشعة السينية لليثيوم نوبايت اظهرت ان العينات جميعا ذات طبيعة متعدةة التبلور مع تركيب بلوري سداسي الاضلاع. جميع القمم تخص مادة الليثيوم نوبايت، بينما GS pall الهجين من اليثيوم نوبايت والذهب اظهر وجود قمم تابعة للذهب ولليثيوم نوبايت والتي تعتبر دليل على تشكل اللب والقشرة. طاقة الليزر ونوع السائل اظهر تاثيره الكبير على المستو (5 )٠١ ولعينات اللثيوم نوبايت وحده وعينات الليثيوم نوبايت مع الذهب. طيف رامان أكد تشكل مختلف الانماط الاهتزازية للعيات . رنين sE(TO) (10)ىالمحظرة في الماء المقطر والايثانول. والتي تطابق الانماط المعروفة وهي البلازمون السطحي يظهر بوضوح في قمم رامان من ناحية تحسن شدة القمم بعد اضافة عنصر الذهب وتشكل اللب والقشرة من الذهب والليثيوم نوبايت. العينات المحضرة من الليثيوم فقط ومركب النانوي لليثيوم نوبايت والذهب في الماء المقطر والايثانول اظهرت زيادة في شدة القمم مع زيادة طاقة الليزر. قياسات المجهر الالكتروني النافد ان كلا المعلقات من الليثيوم النانوي ومركب الذهب والليثيوم نوبايت لهما شكل جسيمات نانوية كروية مع حجم حبيبي يتراوح بين 75 الى 55 نانوميتير والتي SUG بطاقة الليزر ونوع السائل. اما صور المجهر الالكتروني الماسح فقد اظهرت وجود تجمعات وتكتلات وتغير في شكل الجسيمات عند تغير طاقة الليزر وتغير نوع السائل. كل الاغشية المحضر كانت كثيفة وشبه متجانسة | حد العتبة للتجمع تم والجهد الكهرائي بين الجسيمات المنتشرة والسائل المحيط للمعلق وقد تم تحديده عن طريق فحص جهد زيتا. حيث اظهرت النتائج تغير قيم قابلية التجمع مع تغير طاقة الليزر المستخدمة لتحضير المعلقات. ثمان كواشف ضوئية ذات تركيب ذهب -ليثيوم نوبايت / سليكون تم تحضيرها لنوعين من السوائل الماء المقطر والايثانول وباستخدام طريقة الاقتلاع النبضي عند طاقات ليزر مختلفة. اداء جميع الكواشف الهجينة المحضرة تم فحصه حيث وجد ان الكاشف المحضر من الايثانول عند طاقة ١ جول/سم” اعطى افضل نتائج عن بقية الكواشف. حيث اتت الاستجابية للكاشف المحضر عند افضل طاقة ليزر بمقدار OY + امبير/الواط و ٠,5” امبير /الواط للماء المقطر والايثانول على التوالي .

In the present work, preparation and characterization of heterojunctions (HJs) photodetectors with P-Au-LiNbO3 CS-NC/P-Si structure is demonstrated. Lithium niobate (LiNbO3, LN) and gold- Lithium niobate (Au- LiNbO3) core shell films and suspensions were synthesized using Q-switch pulsed laser (Nd: YAG) Ablation method with second harmonic generated wavelength and 200, 70 pulsed for preparation of LN and Au respectively. Lithium niobate and core-shell Au- LiNbO3 colloidales nanoparticles were synthesized at various laser fluence of 1.3 to 2.2 J/cm2 in water and ethanol separately. The optical properties are measured by a UV-Vis spectrophotometer. The absorption spectra increases as the laser increases for both types of liquid with the clear presence of a peak related to both LN and Au. Energy gap values prove the formation of a pure LN and hybrid Au-LiNbO3 core shell since it decreases from 4.5 to 3.5 eV after formation of the core shell. The photoluminescence result was examined at room temperature, where peaks intensity varies as laser fluences changes. PL peaks located for pure LN from 293-309 nm for de ionized water and ethanol samples respectively, while they shift to higher position for composite Au –LN samples. No significant shift within position for ethanol samples and minor shift for de ionized water samples. XRD analysis for LiNbO3 NPs exhibited that all samples are polycrystalline in nature with a hexagonal crystal structure for all samples. All peaks were assigned to LN material, while Au- LiNbO3 core shell evident the presence of LN and Au peaks indicating the formation of core-shell structure. Laser fluence and liquid type have an obvious effect on (104) plane for both LN and Au- LiNbO3 core shell samples. Raman spectrum confirms the formation of different transverse and longitudinal vibration modes of A (LO) and E (TO). Surface plasmon resonance (SPR) is clearly evident as Raman peaks intensity are enhanced after Au incorporation with LN. The synthesized LN and Au- LiNbO3 CS-NCs samples in deionized water and ethanol exhibit an increase in peak intensity as laser fluence increased. Transmission electron microscopy (TEM) images illustrate that both pure LN nanoparticles and Au- LiNbO3 have a spherical shape with an average particle size of 25 nm to 45 nm and particle size is greatly affected by laser fluence and liquid type. Shell thickness for de ionized samples estimated to decrease from 13 to 5 nm, while ethanol samples shell thickness increase then decrease. Field emission scanning electron microscope (FESEM) findings display the existence of aggregation and agglomeration and variation in particle size as both laser fluence and liquid type change. All samples exhibit dense semi-homogeneous films. The aggregation threshold and electrical potential between both the dispersed particle and the dispersion surroundings of LN and Au-LN CS-NCs suspension were examined using Zeta potential analysis. The result shows that laser fluence increased from 1.3-2.2 J/cm2 particle size, and this will change the aggregation threshold of particles. Eight P-Au-LiNbO3/P-Si heterojunctions photodetectors were fabricated by PLAL method at different laser fluence and solvent types. The performance of all of HJs were examined. P-Au-LN/P-Si HJs synthesis in ethanol and deionized water at 2. J/cm2 gives the best result of all other photodetectors. Responsivity for photodetectors prepared optimum laser fluence is about 0.52 A/W and 0.43 A/W for deionized water and ethanol respectively.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب