مطالعه ‌ساخت نانوذرات آلومينات استرانسيوم و آلايش با ديسپروزيوم

A study on Synthesis of strontium aluminate nanoparticles and doping with dysprosium

در اين پژوهش، ساخت نانو ذرات آلومينات استرانسيوم (SrAl2O4) به روش احتراقي به كمك مايكروويو و آلايش آنها با ديسپروزيوم (SrAl2O4:Dy) مورد بررسي قرار گرفته است. مشخصه يابي نانوذرات با روش هاي XRD،FT-IR ،EDS ،FESEM ، UV-Vis و PL انجام شد. در مرحلة ساخت، الگوهاي پراش پرتوي ايكس تشكيل آلومينات استرانسيوم با تقارن تك ميلي و گروه فضايي P1211 را در نمونه با نسبت سوخت به نيترات 3 به 1، مقدار pH برابر با 5/5، زمان 5 دقيقه تابش دهي در مايكروويو، زمان پخت 1 ساعت و دماي پخت 600 درجة سانتي گراد تأييد كرد. با استفاده از داده هاي حاصل از پراش پودري پرتوي ايكس و فرمول شرر، متوسط اندازة نانو بلورك ها حدود 26 نانومتر به دست آمد. در مرحلة جانشيني، درصدهاي مختلف آلايش با ديسپروزيوم، به منظور بهينه سازي فوتولومينسانس نانوذرات SrAl2O4 بررسي شد. در ميان نانوذرات ساخته-شده، نانو ذرات Sr0.9Al2O4:Dy0.1 با متوسط اندازة نانوذرات 3±34 نانومتر، پهناي توزيع فراواني 30 تا 35 نانومتر، گاف اپتيكي0/01±4/21 الكترون ولت و دارا بودن بيشترين شدت نشر در طيف فوتولومينسانس، به عنوان نمونة بهينه از لحاظ خواص ساختاري و نوري شناخته شدند.

In this research, the synthesis of strontium aluminate nanoparticles (SrAl2O4) by using of combustion method assisted by microwave and doping them with dysprosium (SrAl2O4:Dy) have been investigated. Characterization of nanoparticles was performed by XRD, FT-IR, EDS, FESEM, UV-Vis and PL. In the synthesis stage, the data of XRDs confirmed the formation of the monoclinic phase of strontium aluminate with space group P1211, in the sample with the fuel to nitrate ratio of 3 to 1, pH value of 5.5, and microwave irradiation time of 5 minutes, calcination time of an hour and calcination temperature of 600 °C. By using the X-ray powder diffraction data and Scherrer's formula, the average size of nanocrystallites was obtained about 26 nm. In the substitution stage, in order to optimize the luminescence of SrAl2O4 nanoparticles, different percentages of doping were investigated. Among the synthesized nanoparticles, the sample of Sr0.9Al2O4: Dy0.1 nanoparticles with the average nanoparticles size 34±3 nm; most frequent distribution of nanoparticles between 30 and 35 nm; optical gap energy equal to 4.21 ± 0.01 eV and with the highest emission intensity in photoluminescence spectrum, was chosen as an optimal sample in terms of the structural and optical properties.