Neodiyum (nd+3) İyonu İle Katkılı Silisyum Oksit (sio2 ) Camlarının Mikro-yapı Ve Optik Özelliklerine Znse Kuantum Noktalarının Etkisi

Abstract

Günümüzde nanoteknoloji bilimi hızla gelişmektedir. Fiziksel etkiler nanokristallerin kuantum boyut etkisi ile ilgilidir ve bu materyallerin elektronik yapıları radikal olarak değiştirilebilir. Nanokompozit yapıları elde etmek için pekçok yöntem geliştilmiştir. Sol-jel, supersaturated glass sol, RF-sputtering gibi. Bunlar düzgün yayılmış nanoparçacıkların, kuantum boyut efektini anlamada etkilidir. Yarı iletken nanokristaller elektronik, optik, manyetik alan uygulamalarında kullanılmaktadır. Yarıiletkenlerin önemli özelliği, enerji bant-gap aralığıdır. Nd+3 iyonu ile katkılı SO2 camlarının mikroyapı ve optik özelliklerine ZnSe kuantum noktalarının etkisi inceleyebilmek için, dört farklı örneğin sol-jel yöntemi ile hazırlanmaktadır. Örnekleme aşamasında, neodimyum(III) nitrat kullanılmakta ve bu katkı maddesinin kuantum noktalarına girmesi araştırılmaktadır. ZnSe nano kristaller, sol-jel yöntemi ile hazırlanmaktadır. Malzemenin içerisinde kalan kalıntıları (Su) gidermek için hazırlanan numune 24 °C’de bir saat ardından, 600 °C sıcaklıktaki fırında 7-10 gün bekletilmektedir. Ardından, numuneler iki farklı tavlama işlemine tabi tutulur. Birisinde 410 °C’de bir saat bırakılır, diğerinde ise 600 °C’ de bir saat tavlama yapılır. Numunelerin XRD ölçümleri yapılmıştır. Alınan grafiklerdeki piklerden kuantum noktaları oluştuğu görülmektedir. Kantum noktaları boyutları hesaplamak için datalar fit edilerek,FW 1/5/4/5 M ve Scherrer yöntemleri ile hesaplamaları yapılmıştır. Kuantum noktaların boyutu 4-10 nm arasındadır. Elde ettiğimiz örneklerin absorpsiyonlarını ölçülmüştür. Bu veriler doğrultusunda, direkt ve indirekt, optik bant aralığı, Urbach enerjileri hesaplanmıştır. Nd+3 için enerji geçişlerindeki osilatör şiddeti, hem 410 °C’deki, hem de 600 °C’deki tavlanmış örnekler için hesaplanmıştır. 600 °C’de tavlanmış olan örneğin osilatör şiddeti, 410 °C’de tavlanmış örneğe göre daha yüksektir.

Nowadays nanotechnology has been fastly improved. Physical effects are related to the quantum size effect and the quantum size effect can radically change the materials electronic structures. There have been generated many methods for instance sol-gel, supersaturated glass sol and RF sputtering to obtain the nancomposites structures. Semi-conductor nano-crystals are frequently used in electronics, optics, magnetic field applications areas. The most important feature of semi-conductors is the energy bant gap. In other to analyze the effect of neodymıum ion (Nd3+) doped SiO2 glasses on the micro-structure and optical properties of ZnSe quantum dots, four different samples are prepared with sol-gel method. In the sampling phase, neodymium(III) nitrate was used and this matter’s entering to the quantum dots is explored. ZnSe nano crystals prepared by the sol-gel method. In order to remove the remained residues the sample held in the furnace at 60 °C for 7-10 days. After that two different annealing processes are applied at 410 °C and 600 °C. XRD measurings were made. The peaks at the charts are indicating the formation of quantum dots. Our results are found in the range of 4-10 nm using FW 1/5/4/5 M and Scherrer methods. The samples’s absorptions were measued to find direct and indirect optical band gap, Urbach energies. Nd3+ oscillator strength of the sample annealed at 600 °C is greater than that annealed at 410 °C.