ساخت و بررسی ویژگی‌های ساختاری و نوری نانولوله‌های اکسید قلع به روش سل ژل و با استفاده از قالب آلومینا

نویسندگان

دانشگاه آزاد اسلامی

چکیده

نانولوله­های اکسید قلع به روش سل ژل و با به کارگیری قالب آلومینا ساخته شدند. پارامترهای ساخت از جمله مواد اولیه، مدت غوطه وری و شرایط بازپخت برای دستیابی به نانولوله­ها تعیین و بهینه شدند. برای بررسی ساختاری و ریخت­شناسی نانولوله­های اکسید قلع از پراش سنج پرتو ایکس و تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی استفاده شد. تصویرهای به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی تراگسیلی نشان می­دهد که این نانولوله­ها به خوبی شکل گرفته­اند. قطر نانولوله­های تشکیل شده حدود 200 نانومتر است که با قطر تخلخل­های قالب­های آلومینا همخوانی دارد. طیف­های نوری تراگسیلی و درآشامی نشان می­دهند که نانولوله­ها در ناحیه­ی مریی نیمه­شفاف هستند درحالی­که امواج فرابنفش را به خوبی جذب می­کنند. گاف نواری نانولوله­ها برابر با 56/3 الکترون ولت اندازه­گیری شد که به مقدار به­دست آمده برای شکل کپه­ای آن بسیارنزدیک است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis and characterization of structural and optical properties of SnO2 nanotubes by sol-gel method and using alumina template

چکیده [English]

SnO2 nanotubes have been synthesized via sol-gel template method using alumina membrane. Synthesis parameters, such as sol preparation conditions, the required time of immersion and annealing conditions, were optimized to obtain the SnO2 nanotubes with well defined composition. Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction techniques have been used to investigate the structure and morphology of SnO2 nanotubes. TEM image showed that the nanotubes have been obtained. The diameter of the obtained nanotubes were approximately 200 nm, were consistent by the pore size of alumina template. The optical transmittance and absorption spectra show that the nanotubes are semi-transparent against visible spectra whereas they absorb the ultraviolet waves. The optical bandgap were measured (3.56 eV) very close to that of the bulk materials.

کلیدواژه‌ها [English]

  • SnO2 nanotubes
  • alumina template
  • Sol-gel
[1] Batzill M., Diebold U., “The surface and materials science of tin oxide”, Progress in Surface Science 79 (2005) 45-154.

[2] Pan S.S., Zhang Y.X., Teng X. M, Li G.H., Li L., “Optical properties of nitrogen-doped SnO2 films: Effect of the electronegativity on refractive index and band gap”, J. Appl. Phys.

103 (2008) 093103.

[3] Yu B., Zhu C., Gan F., “Exciton spectra of SnO2 nanocrystals with surficial dipole layer” Optical Materials 7 (1997) 15-20.

[4] Jagriti, chuhan, P., “Investigation of structural and optical properties of tin oxide”, Applied science Innovations private Limited 1(2009)160-167.

[5] Gnanam, S., Rajendran V., “Anionic, cationic and nonionic surfactants-assisted hydrothermal synthesis of tin oxide nanoparticles and their photoluminescence property”, Nano materials and Biostructures, 5 (2010) 623-628.

[6] Chen J., Wang J., Zhang F.,Yan D., Zhang G., Zhuo R., Yan, P., “Structure and photoluminescence property of Eu-doped SnO2 nanocrystalline powders fabricated by sol-gel calcinations process, Phys.D: Appl.Phys 41 (2008) 105306-105310.

[7] Pan J., Shen H., Mathur S., “One-Dimensional SnO2 Nanostructures: Synthesis and Applications”, Journal of Nanotechnology, (2012) 12 pages.

[8] Ye J., Zhang H., Yang R., Li X., Qi L., “Morphology-Controlled Synthesis of SnO2 Nanotubes by Using 1D Silica Mesostructures as Sacrificial Templates and Their Applications in Lithium-Ion Batteries”, Small 6 (2010) 296–306.

[9] Aruna1 I., Kruis F.E., Kundu S., Muhler M., Theissmann R., Spasova M., “CO ppb sensors based on monodispersed SnOx:Pd mixed nanoparticle layers: Insight into dual conductance response”, Journal of Applied Physics 105 (2009).

[10] Lee W.J., Park M.H., Wang Y., Lee J.Y., Cho J., “Nanoscale Si Coating on the Porewall of SnO2 Nanotube Anode for Li Rechargeable Batteries”, Supplementary Material (ESI) for Chemical Communications 46 (2010) 622-624.

[11] Rao C.N.R, Govindaraj A., “Nanotubes and Nanowires” 2end edition, Royal Society of Chemistry (2011).

[12] Zhu W., Wang W., Xu H., Shi J., “Fabrication of ordered SnO2 nanotube arrays via a template route”, Materials Chemistry and Physics 99 (2006) 127- 130.

[13] Kuang Q., Xu T., Xie Z.X., Lin S.C., Huang R.B., Zheng L.S., “Versatile fabrication of aligned SnO2 nanotube arrays by using various ZnO arrays as sacrificial templates”, Journal of Materials Chemistry 19 (2009) 1019–1023.

[14] Wang J.H., Zhang L.H., Chen D.H., Guo Y.Z., “Preparation of tin-oxide nanotubes as anode for Li-ion batteries”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 17 (2007) s928-s923.

[15] Parthangal P., Cavicchi R.E., Meier D.C., Herzing A., ”Direct synthesis of tin oxide nanotubes on microhotplates using carbon nanotubes as templates”, J. Mater. Res. 26 (2011) 430-436.

[16] Lakshami B.B., Patrissi C.J., Martin C.R., “Sol-Gel template synthesis of semiconductor oxide micro and nanostructures”, Chem. Mater. 9 (1997) 2544-2550.

[17] Shingubara S., “Fabrication of nanomaterials using porous alumina templates”,

Journal of Nanoparticle Research 5(2003)17–30.