|
عنوان
|
تحلیل نظری ویژگی های نوری و الکترونیکی لایه های نازک کامپوزیتی دی اکسید قلع آلاییده شده با طلا برای اهداف حسگری گاز
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژهها
|
حسگرنوری، دی اکسید قلع، نانو ذرات طلا
|
|
چکیده
|
تقاضای روزافزون برای فناوری های کارآمد حسگری گاز، توسعه مواد نیمه هادی پیشرفته را به یک اولویت تحقیقاتی حیاتی تبدیل کرده است. رشد سریع صنعتی، افزایش مصرف سوخت های فسیلی و گسترش محیط های شهری به افزایش انتشار گازهای خطرناک کمک کرده است. تشخیص سریع و دقیق این گازها نه تنها برای نظارت بر محیط زیست، بلکه برای کنترل فرآیندهای صنعتی، ایمنی محل کار و حفاظت از سلامت عمومی نیز ضروری است. دی اکسید قلع ، به عنوان یک نیمه هادی اکسید فلزی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، نویدبخش قابلیت های قابل توجهی در این زمینه بوده است. با این حال، عملکرد آن هنوز برای برآورده کردن الزامات فزاینده سیستم های حسگر مدرن، به ویژه از نظر حساسیت، گزینش پذیری، محدودیت های تشخیص پایین و بهره وری انرژی، کافی نیست. این چالش، ضرورت بررسی اصلاحات نوآورانه ای را که می تواند قابلیت های ذاتی لایه های نازک مبتنی بر دی اکسید قلع را افزایش دهد، برجسته می کند.
در میان استراتژی های مختلفی که برای بهبود عملکرد حسگر استفاده می شود، دوپینگ فلزات نجیب به عنوان یکی از موثرترین آنها ظهور کرده است. به ویژه طلا ، به دلیل فعالیت کاتالیزوری استثنایی، پایداری شیمیایی و تأثیر بر خواص الکترونیکی و نوری در مقیاس نانو شناخته شده است. لایه های نازک دی اکسید قلع آلاییده شده با طلا، برهمکنش های بهبود یافته گاز-سطح، دینامیک حامل بار بهبود یافته و پاسخ های نوری اصلاح شده ای را نشان می دهند که می توانند عملکرد حسگری را به طور قابل توجهی افزایش دهند. با وجود این پیشرفت های امیدوارکننده، اکثر تحقیقات موجود عمدتاً تجربی باقی مانده اند و بر نتایج عملکرد تمرکز دارند تا مکانیسم های اساسی مسئول بهبودهای مشاهده شده. بدون یک پایه نظری قوی، بهینه سازی دستگاه تا حد زیادی تجربی باقی می ماند و توانایی طراحی حسگرهایی با ویژگی های قابل پیش بینی و قابل تنظیم را محدود می کند. این شکاف، ضرورت بررسی های نظری قادر به کشف برهمکنش های اساسی حاکم بر سیستم های دی اکسید قلع-طلا را برجسته می کند.
یک تحلیل نظری سیستماتیک به ویژه مهم است زیرا به محققان اجازه می دهد پدیده های میکروسکوپی را که اغلب در مطالعات تجربی غیرقابل دسترس یا مبهم هستند، بررسی کنند. خواصی مانند اصلاح ساختار باند انرژی، تشکیل سطوح ناخالصی، برهمکنش های الکترون-فونون و اثرات پلاسمون
|
|
پژوهشگران
|
علی محمد جاسم جاسم (دانشجو)، رسول عالی پور کوسالار (استاد راهنمای اول)، آرش فیروزنیا (استاد مشاور)، فرزانه بیات (استاد راهنمای دوم)
|