سنتز و بررسي دماي باز پخت بر خواص فوتولومينسانس لايه نانوكامپوزيت اكسيد آلومينيوم آنديك نانو متخلخل- ساماريم

Synthesis and Study of Annealing Temperature on Photoluminescence Properties of Nanoporous Anodic Aluminium Oxide - Sm3+ Nanocomposite Layer

در اين پژوهش، لايه هاي اكسيد آلومينيوم آنديك نانو متخلخل (NAAO) در محلول اسيد اگزاليك به دو روش آندايزينگ نرم و نرم- سخت سنتز و لايه هاي نانو كامپوزيت اكسيد آلومينيم آندي - ساماريم به روش جوشاندن لايه هاي (NAAO) در نيترات ساماريم توليد شدند. سپس، نمونه ها در دماهاي گوناگون تحت اتمسفر آرگون باز پخت شدند. براي مشخصه يابي ريخت نگاري، ساختار فازي، ترازهاي انرژي و طول موج هاي گسيل از لايه هاي (NAAO) و لايه هاي نانو كامپوزيت بترتيب از يك ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FE-SEM)، پراش پرتو ايكس (XRD) و طيف سنج نورتاب (فوتولومينسانس) استفاده شدند. نتايج به دست آمده نشان داده است كه افزايش دماي باز پخت منجر به كاهش شدت فوتولومينسانس (PL) در طول موج هاي397 و 433 نانومتر (مربوط به تهي جاهاي اكسيژن) شده است. اما شدت نورتاب از لايه هاي نانو كامپوزيت اكسيد آلومينيوم آندي نانو متخلخل – ساماريم در طول موج 601 نانومتر افزايش شد. با تحريك لايه هاي نانو كامپوزيت تهيه شده در طول موج 400 نانومتر، چهار باند گسيل اصلي از گذرهاي پيكربندي داخلي 4F-4F از يون هاي Sm3+ به وضوح مشاهده شد. اين گذرها به ترتيب 4G5/2 → 6H5/2 (556 nm، green) and 4G5 2 → 6H7/2 (601nm، orange)، 4G5/2 → 6H9/2 (647 nm، reddish)، and 4G5/2→ 6H11/2 (709nm، red) هستند.

In this study، nanoporous anodic aluminium oxide (NAAO) layers were synthesized by mild and mild-hard anodization two methods in a solution of oxalic acid and NAAO-Sm3+ nanocomposite were synthesized by boiling the (NAAO) layers in a solution of samarium nitrate. Then، the samples were annealed at different temperatures under argon atmosphere. For characterization of the morphology، phase structure، energy levels، and emission wavelengths of the NAAO-Sm3+ nanocomposite layers from a field emission scanning electron microscope (FE-SEM)، x-ray diffraction (XRD)، and photoluminescence (PL) spectroscopy were respectively used. The results indicate that increasing annealing temperature leads to decreasing the PL spectra intensity at wavelengths of 397 and 433 nm that related to (oxygen vacancies) but the PL intensity of the NAAO-Sm3+ nanocomposite layer is increased at 400 nm wavelength. With the excitation of the NAAO-Sm3+ nanocomposite layer at 400 nm wavelength، four main emission bands of the 4F-4F intra-configuration transitions of ions Sm3+ were clearly observed. These transitions include 4G5/2 → 6H5/2 (556 nm، green) and 4G5 2 → 6H7/2 (601nm، orange)، 4G5/2 → 6H9/2 (647 nm، reddish)، and 4G5/2→ 6H11/2 (709nm، red)، respectively