الرئيسية
دراسة المستقبلات الضوئية لبعض الخلائط البوليميرية المطعمة
الباحث: د/ خالد مثنى حبيب
الدرجة العلمية: دكتوراه
تاريخ الإقرار: 2005م
نوع الدراسة: رسالة جامعية
الخلاصة:
تمت دراسة تأثير إضافة مسحوق أوكسيد الزنك(ZnO) إلى محاليل البوليميرات الحرارية, البولي كاربونيت (( PC والبولي ستايرين( (PS والبولي ميثيل ميثا اكرايليت (PMMA) والراتنجات المتصلبة حراريا الايبوكسي( (EPوالبوليستر((UPE وخلائطها على الخصائص الضوئية والتوصيلية الضوئية لهذه المتراكبات,اذ وجد إن الخلطة البوليميرية المناسبة كمادة رابطة للاضافات هي 75% PC+25%EP. كذلك تم إضافة بعض الأصباغ العضوية مثل رودامين(BRB) ورودامين(6G (R6G والايوسين ( EO) لتشكل متراكبات ذات توصيلية ضوئية في المناطق الطيفية لتلك الاصباغ والتي تقع ضمن المنطقة المرئية(450-750 nm). تم إعداد العينات بطريقة الإذابة على شكل أفلام سميكة يتراوح سمكها في المتوسط (30μm).
تم قياس معامل الامتصاص والانكسار من أطياف الامتصاصية والنفاذية للاشعه فوق البنفسجية المرئية , وأظهرت النتائج نقصان قيم تلك المعاملات بنقصان طاقة الفوتونات الساقطة باتجاة المنطقة المرئية للخلطة النقية ((.045gPC+.015gEP وزيادة في قيم تلك المعاملات للمتراكبF/R6G(F=.045gPC+.015gEP+.006g ZnO) بإزدياد تراكيزR6G , وثبات حد الامتصاص في منطقة الأشعة فوق البنفسجيه القريبةnUV)) ,إذ أن تاثير التراكيز الواطئة للصبغة R6G لم تستطع إزاحة حد الإمتصاص الى المنطقة المرئية.
تم حساب فجوة الطاقة البصرية للمتراكب F/R6G من حسابات معامل الامتصاص وبينت النتائج وجود فجوة مباشرة (Eopt ) تقل بزيادة تراكيزR6G من .7 eV3 عند الخلطة النقية (.045g PC +.015g EP) إلى(3.015 e V) عند المتراكبF 3.4x10-5g R6G/
تم حساب تيار الضوء و تيار الظلام من مواصفات تيار –جهد وأظهرت النتائج زيادة غير خطية لتيار الضوء والظلام بزيادة الجهد او بزيادة شدة الضوء الابيض لكل المتراكبات المختارة, كذلك أظهرت النتائج ان التيار الضوئي يتناقص عن قيمته العظمى للمتراكب2.05x10-4g RB/C[C=0.06g PC+0.18 g ZnO] بينما يبقى تيار الظلام أكثر ثبات. من ناحية أخرى لم ينحل التيار الضوئي عن قيم التشبع في حالة استخدام الضوء الازرق والضوء البنفسجي350-600 nm ( الامتصاص الأساسي) للمتراكب4x10-5g R6G/A (A=0.045gPC+0.015g EP+0.18g ZnO),بينما يظهر الانحلال عند الضوء الاحمر 650-1100 nm(ذيل الامتصاص) لنفس المتراكب. ومن حسابات تيار الضوء كدالة في الزمن أظهرت النتائج إن التيار الضوئي يزداد حتى يصل إلى منطقة التشبع ثم يبدأ بالانحلال بعد 25 ثانية من الإضاءة للمتراكب(16.67 EP+83.33% ZnO) والمتراكب A المطعم بصبغتين مختلفتين (RB+R6G)و(RB+EO) بينما يبقى التيار الضوئي أكثر ثبات في حالة المتراكبات المطعمه بصبغة واحدة.
تم حساب الحساسية الضوئية ( Sph ) من قياسات التوصيلية الكهربائية في حالتي الضوء والظلام وأظهرت النتائج زيادة في قيمSph بازدياد تراكيز ZnO حتى تصل الى قيم التشبع, بينما نتج عن إضافةالصبغة RB إلى المتراكبات polymer / ZnO تحسن قيم Sph ثم تتناقص بعد تراكيز حرجة. ان قيم Sph العظمى تساوي2.49x104 للمتراكب2.05x10-4gRB/C الذي يحتوي على مادة بوليمرية رابطة و 2.6x103 للمتراكب7.9x10-5g R6G/A الذي يحتوي على خلطة بوليميرية رابطة .
أظهرت دراسات التحسس الطيفي Sph ان أعلى قيم تقع عند الطول الموجي 375 nm لكل المتراكبات المشوبة بصبغات عضوية ,إذ يمتد التحسس نوعا ما إلى المنطقة المرئية عند (589,626,672 ,767 nm) كما بلغت أعلى قيمة(1.62x103) للمتراكب A/R6G عند الطول الموجي 375nm .إن أعلى قيمة للاستجابية الطيفيةRλ والكفاءة الكميةη هي .11Ampere/W0 و (electron/photon).03920. على التوالي للمتراكب 4x10-5g6G/A الذي يحتوي على خلطة بوليمرية رابطة عند الطول الموجي 375 nm ينما تبلغ قيم η , Rλالعظمى0.146 Ampere/Watt, 0.428(electron/photon) , على التوالي عند الطول الموجي 375nm للمتراكب 2.05x10-4 g RB/C الذي يحتوي على مادة بوليمرية رابطة أجريت قياسات تجربة زمن الطيران(TOF) وبينت النتائج ان أعلى قيمة للتحركية(μ) هي((1.26 cm2/V.s للمتراكب 2.05x10-4gRB/C بالإضافة إلى اعتماد التحركية على نوع المتراكبات وتراكيزها وعلى المجال الكهربائي المسلط ,إذ بينت النتائج تارجح في قيم التحركية بزيادة تراكيز R6G بينما تقل التحركية قليلا بزيادة المجال الكهربائي. من نتائج قياسات ديمومة الحاملات(τ) تبين ان سرعة الإستجابة الزمنية للمتراكبات التي تحتوي على مادة رابطة بوليميرية واحدة أعلى منه للمتراكبات التي تحتوي على خلطات بوليمرية ,وكذلك المتراكبات التي تحتوي على أصباغ أعلى منه للمتراكبات الخالية من الأصباغ . إن أعلى قيمة لسرعة الاستجابة الزمنية يمكن الاستدلال عليها من أقل قيمة لديمومة الحاملات(τ), إذ بلغت أقل قيمة ( 1.5ms) مترافقة مع أقل قيمة لعامل الربح( G 7.14 ) للمتراكب 2.05x10-4gRB/C المذكور سابقا
تم قياس معامل سيباك (S) لنماذج مختارة , وبينت النتائج إن نوع حاملات الشحنة هي إالكترونات ويستدل عليها من القيم السالبة لمعامل سيباك التي ظهرت في كل متراكبات ZnO و ZnOالمطعم بالإصباغ . إن أعلى قيم لمعامل سيباك (S) وطاقة التنشيط ( Eac تساوي- 0.983 m V/K و( (3.210 eV للمتراكب R6G/A 2.3x10-5g على التوالي.
» رمضان مبارك
» اقتراح للادارة !!
» سلام خاص الى استاذي الغالي
» نظائر الكلور
» الصداقة الحقيقية
» الابتسامة وفوائدها
» العمليات الكيميائية لاستخلاص غاز الكلور
» هل تعلم