Synthesis and characterization of Mn and Co codoped ZnO (MnxCoO.1ZnO.9-XO) nanoparticles
Mn ve Co birlikte katkılanmış ZnO nanoparçacıkların sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 382731
- Danışmanlar: PROF. DR. YÜKSEL KÖSEOĞLU, DOÇ. DR. SADIK GÜNER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Fatih Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, MnxCo0.1Zn0.9-xO nanoparçacıklar yakıt olarak üre kullanılarak, mikrodalga destekli yanma sentez metodu ile farklı katkı konsantrasyonlarda (x=0.0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2) başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. Bu nanoparçacıkların yapısal, morfolojik, bileşimsel, manyetik ve optik özellikleri sırasıyla X-ışını kırınım cihazı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM JEOL-7001), enerji dağılımlı X-ışını kırınım cihazı (EDX), kuantum tasarım fiziksel özellik ölçüm sistemi (PPMS) ve UV-görünür spektroskopisi kullanılarak incelendi. Yapısal özellikler tek fazlı ZnO Wurtzite yapısının oluşumunu, ikincil fazın hiçbir belirtisi olmadan gösterdi, nanoparçacıkların ortalama boyutları Debye-Scherrer's denklemi kullanılarak 32.65-23.69 nm olan değerler arasında hesaplandı. Bu, ZnO içindeki Mn2+ katkısı sonucu oluşan kristal büyümenin engellendiğini göstermektedir. Taramalı elektron mikroskobu örneklerin neredeyse hepsinin küre şeklindeki nanoparçacıklar olduğunu herhangi bir faz ayrımı ve yığıntı belirtisi göstermeden ortaya çıkardı. Parçacıklara yakın bir bakış açısı ayrıca daha küçük kristalitlerin boyutlarının 100 nm'den küçük olduğunu gösterir. Aynı şekilde enerji dağılımlı X-ışını kırınımı (EDX) kimyasal bileşim çetelesini sentez sonuçlarını seğirdiğini doğrular.Örneklerin manyetik karakterizasyonu; örneklerin paramanyetik ve ferromanyetik davranış gösterdiğini ortaya çıkarır ve paramanyetik davranış ZnO yapısındaki Mn iyonlarına atfedilebilir, buda Mn iyonlarının konsantrayonuyla manyetik momentin hiçbir doğrusal varyasyonu olmadığını, x=0.15 de örneklerin zorlayıcı alan ve sırasıyla 47.70 Oe ve 1.8x10-1 (emu/g) mıknatıslanma ile ferromenyetik davranış göstermesi vasıtasıyla anlşılır.Benzerbir şekilde0.2 örneği içindeki oda sıcaklığında ferromanyetik katılımın varlığı 500 Oe'lik bir manyetik alanda sıfır alan soğutma (ZFC) ve alan soğutma (FC) sırasında sıcaklığa bağlı mıknatıslanma eğrilerinden gözlemlenmiştir, dahası optiksel bant genişliği 3.24 eV ve 3.02 eV arasında değişir. Katkılanan Mn2+iyonları örneklerin optiksel özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduqu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
MnxCo0.1Zn0.9-xO nanoparticles with different doping concentration (x=0.0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2) has been successfully synthesized by microwave assisted combustion synthesis method using urea as a fuel. The structural, morphological compositional, magnetic and optical properties of these nanoparticles were investigated by X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopes (FE-SEM JEOL-7001), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Quantum design Physical Property Measurement System (PPMS) and UV-Visible spectroscopy respectively. The structural properties showed the formation of single phase Wurtzite structure of ZnO without any indication of secondary phase, the average size of the nanoparticles was estimated using Debye- Scherrer's equation which lies between 32.65-23.69nm , It suggests the prevention of crystal growth as a result of Mn2+ doping in ZnO. The Scanning electron microscopy reveals that the samples consist of almost spherical shaped nanoparticles and no any indication of phase separation and agglomeration. A close view of particles also shows that smaller crystallites have sizes smaller than 100 nm. Similarly Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) confirms that the chemical composition tallies with the synthesis results. The magnetic characterization of the samples reveals that the sample shows paramagnetic and Ferromagnetic behavior the paramagnetic behavior can be attributed to the incorporation of Mn ions in ZnO structure, mean while there is no linear variation of magnetic moment with Concentration of Mn ion whereby at x=0.15 the samples show Ferromagnetic behavior with coercive field and remanent magnetization of 47.70Oe and 1.8x10-1 (emu/g) respectively. Similarly the possibility for the room temperature ferromagnetic contribution is presence in 0.2 sample is observed from the temperature dependent magnetization curves, during zero field cooling (ZFC) and field cooling (FC) in an applied magnetic field of 500Oe, moreover the optical band gap varies between3.24 eV and 3.02 eV.
Benzer Tezler
- Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Characterization and synthesis of ZnO based particles and composite structures via spray drying and thermal decomposition processes
ŞEYMA DUMAN
Doktora
İngilizce
2016
İstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- ZnO nano sistemlerinin sentezlenmesi ve manyetik özelliklerinin elektron paramanyetik rezonans (EPR) spektroskopisi ile incelenmesi
Synthesize of ZnO nano systems and investigation of their magnetic properties by using electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy
CANGÜL AKTÜRK
- Tekstil atıksularındaki boyar maddelerin fotokatalitik oksidasyon ile giderimi için zno bazlı katalizörlerin geliştirilmesi
Development of zno based catalysts for photocatalytic degradation of dyes in textile wastewater
BEYZA DEMİR
- Synthesis and characterization of transition metal doped (V, Cr, Mn AND Co) catio3 as proton conductive perovskite materials for solid oxide fuel cell
Katı oksit yakıt hücleri için proton iletken perovskit olarak geçiş metalleri katkılı (V, Cr, Mn VE Co) catio3'ün sentez ve karakterizasyonu
FURKAN ERGENÇ
- Synthesis, characterization, and electrochemical properties of mesoporous spinel LiMn2-xMxO4 (M = Mn, Fe, Co, Ni, and Cu) thin films
Mezogözenekli spinel LiMn2-xMxO4 (M = Mn, Fe, Co, Ni, and Cu) ince filmlerin sentezi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal özellikleri
IRMAK KARAKAYA DURUKAN
