قضبان مركبات تعتمد على السيليكون المسامي النانوي في سول-جيل سيليكا ومصفوفات السليكا للتطبيقات الباعثة للضوء
Title Composite rods based on nanoscale porous silicon in sol–gel silica and ormosil matrices for light-emitting applications
الباحث الرئيس محمد نذير الدين خان
الباحثون المشاركون
التخصص: الفيزياء
التخصص الدقيق: Laser and Nanophysics
المستخلص: عرضنا في هذا البحث طريقة جديده لتصنيع مركبات السيليكون المسامية (PSi) تعتمد على قضبان المصفوفه. تم تغليف محاليل السيلكون المساميه مباشرة في نوعين من sols المحضرة بواسطة عملية sol-gel. تم فحص خاصية السيليكا النانوية ومصفوفة السليكا المعدله بواسطة التقنيات البصرية. يتأثر الامتصاص وفجوة النطاق الخاصة بالسيلكون المسامي في السيلكا ومصفوفة السليكا المعدله ببيئة المصفوفة. تتأثر خصائص انبعاث السيلكون المسامي بالمصفوفة المحيطة ودرجة الحرارة. تم تمييز مورفولوجيا المركبات النانوية عن طريق المسح المجهري الإلكتروني، والتي تشير إلى بنية السطح غير المتشابهة للسيلكون المسامي في المصفوفة. تم توزيع جسيمات السيلكون المسامي في المصفوفات جيدًا بحجم 5-8 نانومتر أو أقل، والتي تم تأكيدها بواسطة المجهر الإلكتروني النافذ. تم تطوير قضبان السيليكا المركبة الخالية من الشقوق والقضبان المستندة إلى السليكا المعدله بنجاح. تم قطع وتلميع سطح القضبان. بعد ذلك ، تم فحص الانبعاث التلقائي للقضبان باستخدام مصدر ليزر عالي البيكو طوله الموجي 355 نانومتر. يعد الانبعاث المعزز من المركبات النانوية للسيلكا المعدله ملحوظًا وأكثر بروزًا من قضيب مركب السيليكا النانوي. يشير هذا الانبعاث التلقائي النموذجي من قضبان المركبات النانوية إلى أنه قد يكون من الممكن التحسين، إذا تم استخدام محلول ذو كثافة عاليه من محلول السيلكون المسامي. النتائج الحالية مفيدة في زيادة فهم آلية التلألؤ الضوئي للسيلكون المسامي في المصفوفات.
Abstract: In this paper, we report a new approach for fabrication of porous silicon (PSi) composites sol–gel-based matrix rods. PSi colloidal solutions were directly encapsu- lated in two types of sols prepared by the sol–gel process. The property of nanocomposite silica and ormosil matrix was investigated by optical techniques. Absorption and its band gap of PSi in silica and ormosils are in fl uenced by matrix environment. Emission properties of PSi are affected by the surrounding matrix and temperature. The morphol- ogy of nanocomposites was characterized by scanning electron microscopy, indicating the dissimilar surface structure of the PSi in the matrix. The PSi particles in the matrices are well distributed with more or less 5–8 nm size as confirmed by transmission electron microscopy. Crack- free PSi composite silica and ormosil-based rods were successfully developed. The cutting and polishing of the surface of rods was performed. Subsequently, spontaneous emission of the rods was examined using a high pico second 355 nm laser source. The enhanced emission from the nanocomposite ormosils is remarkable and more prominent than the nanocomposite silica rod. Such typical spontaneous emission from nanocomposite rods indicates that it may be possible to improve if highly dense PSi colloidal solution is used. The present results are of benefit in further understanding more about the photoluminescence mechan- ism of PSi in the matrices.