ارزيابي مشخصات ميكروساختاري نانوسيم‌هاي TiO2 ساخته شده به روش هيدروترمال

Microstructure Characterization of TiO2 Nanowires by Hydrothermal Method

در اين مقاله، نانوسيم‌هاي TiO2 به روش هيدروترمال بر روي زيرلايه Ti رشد داده شد و سپس مورفولوژي و ساختار نمونه با استفاده از تكنيك‌هاي SEM و XRD بررسي شد. با استفاده از الگوهاي پراش، مشخصات ميكروساختاري از جمله اندازه دانه‌هاي بلور، ميكروكرنش، كرنش حجم و ضريب بافت مورد مطالعه قرار گرفت. تصوير SEM وجود نانوسيم‌هايي با قطر nm 20-110 و طول‌هايي با ده‌ها ميكرومتر را نشان داد. در مراحل رشد هيدروترمال، ابتدا يك لايه TiO2 بر روي سطح ايجاد مي‌شود كه با افزايش دما، لايه به نانوورق و سپس به نانوميله و در نهايت نانوسيم‌هاي TiO2 تبديل مي‌شوند. به منظور بررسي مشخصات ميكروساختاري، از تكنيك XRD استفاده شد. تحليل‌هاي XRD وجود فاز روتايل با جهت ارجح (101) را نشان داد كه محاسبه ضريب بافت نمونه نيز آن را تاييد نمود. براي محاسبه پارامترهاي كرنش و اندازه بلور، از روش معمول ويليامسون-هال (W-H) استفاده شد. با توجه به رسم نمودار W-H، اندازه بلور و ميكروكرنش به ترتيب برابر با nm 25 و 0/0008 بدست آمد. اندازه بلور با روش شرر نيز محاسبه شد و مقدار آن nm 34/26 بدست آمد و علت تفاوت آن با روش ويليامسون-هال بيان شد. همچنين نتايج نشان داد كه در سطح شبكه بلور، انقباض رخ داده و شبكه تحت تنش فشاري قرار گرفته است كه بر اثر آن حجم 2/94 درصد كاهش يافته است. محاسبه ضريب بافت، وجود جهت ارجح (101) فاز روتايل را نشان داد.