ارزیابی مشخصات میکروساختاری نانوسیم‌های TiO2 ساخته شده به روش هیدروترمال

محورهای موضوعی : نانومواد

سعیده رمضانی‌ثانی ¹ , احمد صانعی ²

1 - گروه فیزیک، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران
2 - دانشکده مکانیک، دانشگاه تهران

تاریخ دریافت : 1399/08/27 تاریخ پذیرش : 1399/08/27 تاریخ انتشار : 1399/10/01

کلید واژه: هیدروترمال, نانوسیم TiO2, خواص میکروساختاری, کرنش شبکه,

چکیده مقاله :

در این مقاله، نانوسیم‌های TiO2 به روش هیدروترمال بر روی زیرلایه Ti رشد داده شد و سپس مورفولوژی و ساختار نمونه با استفاده از تکنیک‌های SEM و XRD بررسی شد. با استفاده از الگوهای پراش، مشخصات میکروساختاری از جمله اندازه دانه‌های بلور، میکروکرنش، کرنش حجم و ضریب بافت مورد مطالعه قرار گرفت. تصویر SEM وجود نانوسیم‌هایی با قطر nm 20-110 و طول‌هایی با ده‌ها میکرومتر را نشان داد. در مراحل رشد هیدروترمال، ابتدا یک لایه TiO2 بر روی سطح ایجاد می‌شود که با افزایش دما، لایه به نانوورق و سپس به نانومیله و در نهایت نانوسیم‌های TiO2 تبدیل می‌شوند. به منظور بررسی مشخصات میکروساختاری، از تکنیک XRD استفاده شد. تحلیل‌های XRD وجود فاز روتایل با جهت ارجح (101) را نشان داد که محاسبه ضریب بافت نمونه نیز آن را تایید نمود. برای محاسبه پارامترهای کرنش و اندازه بلور، از روش معمول ویلیامسون-هال (W-H) استفاده شد. با توجه به رسم نمودار W-H، اندازه بلور و میکروکرنش به ترتیب برابر با nm 25 و 0008/0 بدست آمد. اندازه بلور با روش شرر نیز محاسبه شد و مقدار آن nm 26/34 بدست آمد و علت تفاوت آن با روش ویلیامسون-هال بیان شد. همچنین نتایج نشان داد که در سطح شبکه بلور، انقباض رخ داده و شبکه تحت تنش فشاری قرار گرفته است که بر اثر آن حجم 94/2 درصد کاهش یافته است. محاسبه ضریب بافت، وجود جهت ارجح (101) فاز روتایل را نشان داد.

منابع و مأخذ:

• Gleskova, S. Wagne, Applied Physcis Letters, 79, 2001, 3347.


• Low, B. Cheng, J. Yu, Applied Surface Science, 392, 2017, 658.


• Ramezani-Sani, M. Rajabi, F. Mohseni, Chemical Physics Letters, 744, 2020, 137217.


• Mohmmad-Darvish, A. Morteza Ali, S. Ramezani-Sani, Materials Chemistry and Physics, 248, 2020, 122872.


• H. Fan, C.Y. Ho, Y.J. Chang, Scanning, 2017, 2017, 1.


• Rothschild, A. Evakov, Y. Shapira, N. Ashkenasy, Y. Komen, Surrf. Sci., 532, 2003, 420.


• Sheng, J. Yang^, F. Wang, L. Liu, H. Liu, C. Yan, Z. Guo, Apllied surface science, 465, 2019, 154.


• Du, W. Qi, J. Zuo, X. Li, X. Gu, K. Li, Journal of Chemical Research, 41, 2017, 253.


• Miao, D. Xu, J. Ouyang, G. Guo, X. Zhao, Y. Tang, Nano letters, 2, 2002, 717.


• Wu, C. Yu, J. Phys. Chem. B, 108, 2004, 3377.


• Lei, L. Zhang, J.C. Fan, Chem. Phys. Lett., 338, 2001, 231.


• Zhu, H. Li, Y. Kaltypin, Y.R. Hccohen, A. Gedanken, Chem. Commun., 6, 2001, 2612


• Wang, G. Li, Eur. Phys. Journal D, 24, 2003, 335.


• Xu, Y. Zhan, K. Hong, G. Wang, Solid State commun, 126, 2003, 545.


• Jinghua, L. Peihan, C. Mengwei, L. Sa, Y. Yingping, Int. J. Electrochem. Sci., 12, 2017, 9725.


• Kitazawa, M. Aono, International Journal of Materials Research, 110, 2019, 268.


• Liu, F. Wang, S. Zhu, Y. Xu, Q. Liang, Z. Chen, Journal of Colloid and Interface Science, 530, 2018, 403.


• Qi, L. Baoshun, Z. Zhengzhong, S. Mingxia, Z. Xiujian, Technology-Mater.Sci. Ed, 25, 2010, 210.


• Shibata, H. Irie, D.A. Try, K. Hashimato, J. Phy. Chem. C, 113, 2009, 12811.


• S. Dariani, Z. Nafari-Qaleh, Thin Solid Films, 452, 2013, 192.


• Rahmani, R. Dariani, Superlattices and Microstructures, 85, 2015, 504.


• Ramezani-Sani, F. Mohseni, M. Javid, A. Mortezaali, Eur. Phys. J. Plus, 131, 2016, 370.


• Rene, "X-ray Diffraction by Polycrystalline Materials" ISTE Ltd, 2007.


• Venkateswarlu, A. Chandra Bose, N. Rameshbabu, Physica B Condensed Matter, 405, 2010, 4256.


• C, Elmorce, M.A. Heald, "Physic of Waves", McCraw-Hill Compant, USA, 1969.


• H.C. Hsu, C.S. Cheng, C.C. Cang, S.C. Yang, S. Chang, W.F. Hsieh, Nanotechnology, 16, 2005, 297.