سنتز نانوذرات آلفا آلوميناي آلائيده شده با ناخالصي +Fe3 با روش سل-ژل و مطالعه ساختاري، اپتيكي و مغناطيسي آن‌ها

Sol gel Synthesis of alpha Fe3+-doped alumina Nanocrystals: Structural, Optical and Magnetic Study

در اين تحقيق، نانوذرات آلوميناي خالص (Al2O3) و آلوميناي آلائيده شده با ناخالصي آهن (Fe-Al2O3)، با روش شيميايي سل- ژل با پيش ماده‌هاي جديد ساخته شدند. خواص بلوري، اپتيكي، مغناطيسي و مورفولوژيكي آلومينا و تاثير آهن در آن‌ها، با آناليزهاي XRD، FESEM،TEM، UV-DRS، VSM و FTIR مورد بررسي و مطالعه قرار گرفتند. نتايج آناليز XRD نشان داد كه ساختار نانوذرات آلومينا گرمادهي شده در دماي 1000 oC با وجود ناخالصي آهن، بصورت هگزاگونال در فاز آلفا بدون تغيير باقي مي‌ماند. نتايج همچنين نشان داد كه اندازه نانوذرات با افزايش درصد ناخالصي كاهش مي‌يابد، به طوري كه براي نمونه خالص اندازه ميانگين نانوذرات nm 55 و براي نمونه ناخالص با درصد ناخالصي 5% اندازه آنها برابر nm48 به دست مي‌آيد. نتايج آناليز اپتيكي FTIR نشان داد كه پيوند ارتعاشي در عدد موج cm-1 584 نشانگر پيوند Al-O در نمونه مي‌باشد. آناليز اپتيكي UV-DRS نشان داد كه گاف نوار انرژي با وجود ناخالصي 5%، از مقدار eV 4/34 به eV 3/40 كاهش مي‌يابد. همچنين نتايج آناليز فتو لومينسانس نشان داد كه با افزايش درصد ناخالصي از شدت PL كاسته مي‌شود كه اين امر حاكي از كاهش بازتركيب زوج الكترون- حفره و افزايش فعاليت فتوكاتاليستي نمونه مي‌باشد. در نهايت آناليز مغناطيسي VSM نشان داد كه با اعمال ناخالصي، نمونه كامپوزيت به حالت فرومغناطيس تبديل مي‌شود.