۳۵ ۰٫۵
۱٫۰ ۳۷
۱٫۵ ۵۵
۲٫۰ ۹۰
۲٫۵ ۱۰۰
۳٫۰ ۱۰۰
نتایج نشان داد که میانگین قطر نانوسیمها با افزایش زمان بیشتر از ۳ ساعت تغییر چندانی نمی‌کند، زیرا نرخ رشد بعد از این مدت زمان بعلت کاهش مواد اولیه، کاهش می‌یابد.
باراه و دوتا تأثیر مدت زمان‌های مختلف از ۵ تا ۱۵ ساعت را بر روی رشد ساختار نانوسیمها بررسی کردند [۵۸]. تصاویر میکروسکوپی گرفته شده نشان داد که با افزایش مدت زمان رشد طول و قطر نانوسیمها افزایش یافته اما نسبت سطح به حجم کاهش یافته بود. اگر چه رشد نانوسیمها پس از سه ساعت بعلت کاهش مواد اولیه تغییر چندانی نمی‌کند، اما میتوان با تزریق مواداولیه به محلول این کاهش را جبران کرد [۶۵]. به این ترتیب با افزایش زمان، قطر نانوسیمها افزایش یافته و در نهایت به اتصال بهم بصورت یک فیلم اکسیدروی در می‌آید.
الف – ۳- تأثیر PH محلول اولیه بر روش هیدروترمال
باراه و دوتا تأثیر تغییرات PH را بروی مورفولوژی‌های نانومیلههای اکسیدروی بررسی کردند [۴۱]. آنها نانومیلههای اکسید روی را بر روی زیرلایه‌های شیشه‌ای و با محلولی که شامل غلظت یکسانی از نیترات روی و هگزامین تشکیل شده بود، رشد دادند. PH محلول را از ۴/۶ بتدریج تغییر دادند. مدت زمان واکنش ۵ ساعت در نظر گرفته شده بود. هنگامی که pH محلول بین ۸ تا ۱۲ قرار داشت، نانوساختارهایی از اکسیدروی که به شکل گلبرگ بودند بدست آمد.
الف – ۴- تأثیر جنس زیرلایه در روش هیدروترمال
یکی از مزیت‌های عمده‌ی روش هیدروترمال رشد نانوسیمهای اکسید روی بر روی هر نوع زیرلایه می‌باشد که علت آن پایین بودن دمای واکنش است. به این ترتیب، نانوسیمهای اکسیدروی را میتوان بر روی زیرلایه‌هایی از جنس پلیمر، شیشه، نیمه هادی، فلز و … رشد داد. همچنین نانوسیمهای اکسیدروی را میتوان بر روی زیرلایه‌هایی آلی رشد داد. تا کنون نانوسیم‌هایی بر روی زیرلایه‌هایی از جنس پلی دیمتیلسیلوکسان[۵۴] [۶۶]، پلی استایرن [۵۵] [۶۷]، الیاف پلی اتیلن [۶۸]، پلی آمید[۵۶] [۶۹]، کاغذ [۷۰] و دیگر بسترهای آلی مانند برگ نیلوفر آبی [۷۱] گزارش شده است.
الف – ۵ - تأثیر دمای رشد بر روش هیدروترمال
سوگونان [۵۷] و همکارانش رشد نانوسیمهای اکسید روی را در دماهای مختلفی از ۶۰ تا ۹۵ درجه‌سانتی‌گراد و با محلولی که شامل غلظت یکسانی از نیترات روی و هگزامین تشکیل شده بود، رشد دادند. آنها مشاهده کردند که طول نانوسیم‌هایی که با بهره گرفتن از محلول یک میلی‌مولار در دمای ◦ C 95 رشد یافته برابر است با طول نانوسیم‌هایی که در دمای ◦ C 65 رشد یافته‌اند. بنابراین نتیجه گرفتند که دمای محلول تاثیر چندانی در رشد نانو ساختار ندارد [۵۳].
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
الف – ۶ - تأثیر مواد افزودنی بر روش هیدروترمال
نسبت سطح به حجم نانوسیمهای اکسیدروی را میتوان با افزودن مواد افزودنی تغییر داد. ژو[۵۸] و همکارانش تأثیر ماده‌ی پلی اتیلین ایمین[۵۹] (PEI) را بر روی رشد نانوسیمهای اکسیدروی بررسی کردند، نتایج نشان داد که هنگامی که مقدار PEI از ۰ تا ۱۲% (V/ V) (منظور در صد حجمی می‌باشد) در محلول افزایش می‌یابد، قطر متوسط نانوسیمها بشدت از ۳۰۰ نانومتر به ۴۰ نانومتر کاهش می‌یابد [۷۲]. ژو و همکارانش علت این اتفاق را جذب مولکول‌های PEI به سطوح جانبی نانوسیمها که بدلیل نیروی الکتریکی رخ می‌دهد، توضیح دادند.
الف – ۷) تأثیر HTMA در شکل‌گیری نانوسیمها بر روش هیدروترمال
HTMA یک ترکیب آلی غیریونی، با حلقه چندگانه، با فرمول شیمیایی (CH2)6 N4 است. در واکنش‌های انباشت نانوسیمهای ZnO از اجزا اولیه، HTMA تحت حرارت تجزیه می‌شود و فرمالدئید[۶۰] ( HCHO) و آمونیا بوجود می‌آید. آمونیا با آب واکنش می‌دهد، تا OH− تولید شود، که بلوری شدن ZnO را هدایت می‌کند. درباره نقش HTMA اختلاف نظرهای بسیاری وجود دارد. اشفولد [۶۱] و گاوندر[۶۲] استنباط کردند که HTMA تنها به عنوان بافر[۶۳] ، PH محلول را کنترل کرده و یک منبع مناسب و پیوسته هیدروکسید فراهم می‌کنند. برخلاف آنها، سوگونان[۶۴] و همکارانش پیشنهاد کردند که، HTMA با پوشش دادن به صفحات ZnO، از طریق جذب سطحی، به رشد ناهمسانگرد نانوسیمهای ZnO کمک می‌کند [۷۵ -۷۳].
گروه مک‌پیک[۶۵]، با بهره گرفتن از اسپکتروسکوپی XANES[66]، نشان داده‌اند که HTMA نمی‌تواند طی رشد نانوسیمهای ZnO، یک ترکیب فلزی با Zn2+ تشکیل دهد. آنها اخیراً با بهره گرفتن از اسپکتروسکوپی ATR-FTIR[67]، نشان دادند که HTMA جذب سطحی ZnO نمی‌شود. این روش توانایی بررسی شیمی جذب در فصل مشترک‌های جامد - مایع را دارد. نتیجه این که نقش HTMA در رشد نانوسیمهای ZnO تنها کنترل شاخص اشباع ZnO است.
الف – ۸- تأثیر عوامل دیگر بر روش هیدروترمال
عوامل دیگری مانند منبع حرارت، منبع Zn2+ ، تکان دهنده مکانیکی و میدان الکتریکی خارجی نیز روی رشد نانوسیمهای اکسیدروی موثر است. اخیراً استفاده از امواج مایکروویو به جای حرارت معمولی توجه زیادی را بخود جلب کرده است [۷۶].
ب- سایر روش‌های سنتز فاز محلول
سایر روش‌های سنتز فاز محلول عبارتند از: میکروامولسیون[۶۸] و روش‌‌هایی با پایه اتانول. لیم [۶۹] و همکارانش نانومیله‌هایی با روش میکروامولسیون تولید کردند [۷۷].
۳-۴-۲- ساخت نانوحفره‌‌‌های اکسید روی
برای ساخت نانوحفره‌‌‌های اکسیدروی از روش الکتروانباشت شیمیایی استفاده می‌کنیم. در این روش از طریق یک جریان الکتریکی، لایه‌ای اصولاً فلزی بر روی سطح نشانده می‌شود (از جریان الکتریکی برای کاهش کاتیون های موجود در الکترولیت به منظور انباشت مواد استفاده می گردد). نمونه‌ای که باید انباشت بر روی آن انجام گیرد (بعنوان آند)، به همراه فلزی با رسانندگی بالا (بعنوان کاتد) درون الکترولیتی متناسب با ماده‌ی انباشتی مطلوب، شامل نمک فلزی آن ماده و یک اسید که یون‌های لازم جهت شارش جریان را فراهم می‌کند، در راکتور واکنشی یا همان سلول شیمیایی آزمایش که نمونه‌ای از آن را در شکل ۳-۶ ملاحظه می‌کنید قرار می‌گیرند. کاتد و آند هر دو به منبع تغذیه‌ی خارجی متصل می‌باشند. هنگامی که منبع تغذیه روشن است و بعنوان مثال، کاتد به خروجی منفی و آند به خروجی مثبت وصل هستند، اتم‌های فلزی محلول در الکترولیت در تماس با سطح آند، به کاتیون تبدیل شده و بار مثبت می‌گیرند. سپس به سمت کاتد با بار منفی حرکت کرده و در مرز بین محلول و کاتد کاهیده شده و در حالت بدون بار بر روی کاتد انباشته می‌گردند.
شکل (۳ – ۶ ) تصویری از یک سلول الکتروشیمیایی را برای رسوب دادن یک فلز، روی یک الکترود جامد
مورفولوژی، ساختار، اندازه دانه، شکل هندسی و ترکیب شیمیایی به فاکتورهای ذیل بستگی دارند:
۱- چگالی جریان و یا پتانسیل
۲- طبیعت آنیون ها و کاتیون ها در محلول
۳- ترکیب محلول
pH محلول
غلظت محلول
حضور ناخالصی ها
خواص فیزیکی و شیمیایی زمینه
دمای محلول
۳-۴-۲-۱- ساخت به روش سلول الکتروشیمیایی
