تأثير دماي پخت بر خواص ساختاري و نوري فريت بيسموت BiFeO3

Effect of annealing temperature on the structural and optical properties bismuth ferrite (BiFeO3) nanoparticle

در اين مقاله، نانوذرات فريت بيسموت (BiFeO3) به روش سل-ژل تهيه شدند. براي پي‌بردن به گسترۀ دمايي پخت نانوذرات فريت بيسموت آناليز توزين حرارتي (TGA) و آناليز حرارتي تفاضلي(DTA) بر روي ژل خشك آن انجام شد. به‌منظور بررسي خواص ساختاري و نوري نمونه‌ها با استفاده از نتايج آناليزهاي حرارتي TGA و DTA عمليات پخت در دماهاي 600، 650، 700، 750، 800 و °C850 انجام شد. سپس خواص ساختاري نمونه‌ها با آناليزهاي پراش اشعه ايكس (XRD)، طيف-سنجي تبديل فوريه-مادون قرمز (FT-IR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) مورد بررسي قرار گرفت. خواص نوري نمونه‌ها با آناليزهاي طيف‌سنجي مرئي-فرابنفش (UV-Vis) و اندازه‌گيري طيف فوتولومينسانس (PL) مورد مشخصه‌يابي قرار گرفت. نتايج آناليز XRD و FT-IR نشان مي‌دهد كه نمونه‌ها داراي ساختار پرووسكايت اعوجاج يافته مي باشند. نتايج آناليز FESEM نشان داد كه با افزايش دماي پخت اندازۀ نانوذرات افزايش مي‌يابد. هم‌چنين نتايج آناليزهاي UV-Vis و PL نيز نشان مي‌دهند نمونه‌ها داراي گاف انرژي در حدود ev) 2) بوده و نيم رسانا هستند.

In this article‚ bismuth ferrite nanoparticles (BiFeO3) were prepared by sol-gel method. To determine the sintering temperature range of bismuth ferrite nanoparticles, thermogravimetric analysis (TGA) and differential thermal analysis (DTA) were performed on its dry gel. In order to improve structural and optical properties, samples sintered at temperatures of 600‚ 650,700,750, 800 and 850 °C. Then‚ structural and optical properties of the samples have been investigated of by X-ray diffraction (XRD)‚ Fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR),Field emission scanning electron microscopy (FESEM)‚ Ultraviolet-visible spectroscopy analysis (UV-Vis) and Photoluminescence analysis (PL). The result of XRD and FT-IR analysis showed that samples have distorted perovskite structure. FESEM images indicated that by increasing sintering temperature‚ the size of nanoparticles increases. UV-Vis and PL analysis showed that samples are semiconductor and have an energy gap of about 2 (ev).