البحث المتقدم

دراسة محاليل السيليكون الغروية المسامية المختلفة وقضبان المصفوفة الصلبة المركبة باستخدام التقنيات البصرية

Title Investigation of Different Colloidal Porous Silicon Solutions and Their Composite Solid Matrix Rods by Optical Techniques

الباحث الرئيس محمد نذير الدين خان

الباحثون المشاركون

التخصص: الفيزياء
التخصص الدقيق: Laser and Nanophysics
المستخلص: تم تصنيع السيليكون المسامي الغرواني (PSi) في مذيبات مختلفة عن طريق النقش الكيميائي البسيط. ثم تم تحضير محاليل غروانية باستخدام كميات مختلفة من قطع رقاقة السيليكون (Pcs) وحمض الكلوروبلاتينيك (Pt) في محلول محفز. تم دراسة التأثير على خصائص المحاليل الغروية والقضبان المركبة باستخدام تقنيات توصيف بصرية مختلفة. لوحظ أن شدة الامتصاص واللمعان الضوئي (PL) لمحلول PSI الغروية تعتمد على كمية قطع الرقاقات ، محلول Pt ، وتكوين المسامية على سطح الرقاقة. تمت دراسة التركيب المورفولوجي لـ PSi في بيئات المذيبات والقضبان الصلبة باستخدام المجهري الإلكتروني للمسح الضوئي بإنبعاثات الحقل (FE-SEM)، ولوحظ أن لها هياكل مختلفة. يوجد هيكل أحادي الاتجاه لـ PSi في رباعي هيدروفيوران ، والذي له اتجاه استريو في الديوكسان وثنائي ميثيل سلفوكسيد (حوالي 5-8 نانومتر كما تم تأكيده باستخدام المجهر الإلكتروني عالي الدقة). بعد ذلك ، تم دمج بعض محاليل PSI الغروية مباشرة في ثلاثة أنواع من المصفوفات التي أساسها محلول هلامي ، السيليكا ، السيليكا المعدلة عضوياً والبوليمر، والتي ولدت بسهولة قضبان صلبة. تم فحص الانبعاث العفوي (SE) لمحاليل PSi وقضبانها المركبة باستخدام مصدر ليزر ذو قدرة عالية 355 نانومتر. كانت إشارات PL و SE المنبعثة من محاليل PSI الغروية تعتمد على كمية Pt وطبيعة المذيب وكمية قطعة رقاقة Si وطاقة الضخ. إن استجابة إشارات SE من قضبان PSi المركبة هي ظاهرة مثيرة للاهتمام ، ويمكن استخدام هذه المركبات النانوية في البحث المستقبلي عن تضخيم الضوء.
Abstract: Colloidal porous silicon (PSi) in different solvents was synthesized by simple chemical etching. Colloidal solutions were then prepared using different quantities of silicon wafer pieces (Pcs) and chloroplatinic (Pt) acid in catalyst solution. The effect on the properties of the colloidal solutions and composite rods were investigated using various optical characterization techniques. Absorption and photoluminescence (PL) intensity of the colloidal PSi solutions are observed to depend on the quantity of wafer Pcs, the Pt-solution, and the porosity formation on the wafer surface. The morphological structure of the PSi in a solvent and the solid–rod environments were studied using field- emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and were observed to have different structures. A mono-oriented structure of PSi exists in tetrahydro- furan, which has stereo orientation in dioxane and dimethylsulfoxide (ap- proximately 5–8 nm as confirmed using high resolution transmission electron microscopy). Subsequently, some colloidal PSi solutions were directly embedded in three types of sol–gel-based matrices, silica, ormosils (or organ- ically modified silica) and polymer, which easily generated solid rods. Spon- taneous emission (SE) of the PSi solutions and their composite rods were examined using a high power picosecond 355 nm laser source. The emitted PL and SE signals of the colloidal PSi solutions were dependent on the Pt volume, nature of the solvent, quantity of Si wafer piece, and pumping energy. The response of SE signals from the PSi composites rods is an interesting phe- nomenon, and such nanocomposites may be used for future research on light amplification.
الحالة: محكم ومنشور
جهة التحكيم: Springer New York
دار النشر: Springer New York
سنة النشر: 2018
تحويل التاريخ