دراسة تأثير درجة حرارة التلدين وحمض الآزوت على خصائص الأغشية الرقيقة من أوكسيد المغنزيوم النانوي المحضّرة بطريقة السول ـ جل.

الملخص

حُضّرت أغشية رقيقة نانوية البنية من أوكسيد المغنيزيوم (MgO-NPs) بطريقة السول ـــ جل والغمس (dip coating- (Sol-Gelعلى شرائح زجاجية وكوارتز، باستخدام خلات المغنيزيوم المائية المذابة في الايثانول كمصدر لأيونات المغنيزيوم. لُدنت الأغشية المحضرة عند درجات حرارة مختلفة ( (400-500-600oC لمدة ثلاث ساعات. وتبين ان العينة الملدنة عند درجة حرارة oC500 تتصف بخواص بنيونة وضوئية جيدة. لذلك دُرِس تأثير معامل إضافة حمض الآزوت (PH محلول الغمس) وبنسبة(1:1 (لخلات المغنيزيوم عند تلك الدرجة على الخصائص الفيزيائية للأغشية المُحضرة. وصّفت طبوغرافيا السطح للأغشية المُحضرة باستخدام مجهر القوة الذرية (AFM) والتحليل العنصري وبواسطة مطيافية تشتت الطاقة للأشعة السينية (EDX)، في حين جرى توصيفها ضوئياً بوساطة جهاز التحليل الطيفي (UV-Vis-NIR-IR spectrophotometer) ضمن مجال الطول الموجي nm 200-800 وبواسطة مطيافية الأشعة تحت الحمراء (FTIR) ومطيافية الاشعة السينية (X-Ray). بيَّنت صور الـ AFM أنَّ الحبيبات النانوية المتشكلة على سطح الأغشية المحضرة عند درجة حرارة تلدين oC500 ومع اضافة حمض تأخُذ شكلاً كروياً متجانساً وبابعاد تصل الى 50nm. ويظهر طيف الاشعة السينية ان الحبيبات النانوية من MgO متبلورة وذات بنية بلورية مكعبية وبأبعاد14nm، في حين يظهر طيف الـ EDX أن التركيب العنصري لتلك الحبيبات هو من المغنيزيوم والأوكسجين وبنسبة ستوكيومترية متساوية. وبيَّنت الدراسة الضوئية إنه مع إضافة الحمض تزداد قيم النفوذية الضوئية للأغشية في المجال المرئي من الطيف الضوئي وكذلك تزداد قيمة الفجوة الطاقية المباشرة المسموحة من 4.3eV إلى 5.4eV. كذلك أظهر التحليل الطيفي (FTIR) أن الذروة البارزة عند الطول الموجي (cm-1425) مخصصة لاهتزاز الرابطةMg-O .