نشریه علوم و مهندسی سطح

نشریه علوم و مهندسی سطح

بررسی پارامترهای رشد لایه‌های اکسید مس ساخته شده به روش انباشت بخار مرطوب فراصوت و ایجاد لایه های فوق آبدوست.

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه حکیم سبزواری . دانشکده علوم پایه .سبزوار .ایران
2 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
چکیده
در این پژوهش لایه نشانی اکسید مس به روش جدید و آسان انباشت بخار مرطوب فراصوت (UMVD) انجام شد.این روش که نسبت به روش اسپری پایرولیز از مزایای منحصر بفردی بهره مند است، به راحتی و بصورت تکرار پذیر می تواند لایه های مختلف اکسید مس را روی سطح شیشه لایه نشانی کند. پارامترهای مختلفی از قبیل دمای زیر لایه، فاصله نازل و زاویه نازل با زیر لایه مورد بررسی قرار گرفت.لایه های ساخته شده به منظور تغییر خواص ترشوندگی درون اسید استئاریک قرار گرفتند که به صورت محسوسی زاویه تماس آب را کاهش دادند. ویژگی های نوری، ریخت شناسی، زبری سطح و آبدوستی این لایه ها مورد بررسی قرار گرفت. طیف عبور نشان داد که با افزایش دمای زیر لایه، میزان ماده کمتری روی سطح نشانده شده است. از طرفی با بررسی ریخت شناسی مشخص شد که با افزایش دما و افزایش فاصله نازل با زیر لایه و کاهش زاویه مقدار زبری سطح نیز متعاقبا کاهش پیدا می کند. در انتها به منظور داشتن لایه ای فوق آبدوست، لایه ها درون اسید استئاریک قرار گرفتند که بعد از بیرون آوردند لایه ساخته شده در دمای زیر لایه 330 درجه سیلسیوس، فاصله نازل تا زیر لایه 7 سانتی متر وزاویه زیرلایه 25 درجه دارای زاویه تماس زیر 1 درجه بود که این نتیجه در کاربرد های پوشش های ضدبخار یا حسگرهای لایه نازک بسیار مفید است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Otitoju, T. A., A. L. Ahmad, and B. S. Ooi. "Superhydrophilic (superwetting) surfaces: A review on fabrication and application." Journal of industrial and engineering chemistry 47 (2017): 19-40.‏
 [2] Wang, R., et al., Light-induced amphiphilic surfaces. Nature, 1997. 388(6641): p. 431-432.
[3] Zhang, J. and S.J. Severtson, Fabrication and use of artificial superhydrophilic surfaces. Journal of Adhesion Science and Technology, 2014. 28(8-9): p. 751-768.
 [4] Balamurugan, B. and B. Mehta, Optical and structural properties of nanocrystalline copper oxide thin films prepared by activated reactive evaporation. Thin solid films, 2001. 396(1-2): p. 90-96.
 [5] Chandra, R., P. Taneja, and P. Ayyub, Optical properties of transparent nanocrystalline Cu2O thin films synthesized by high pressure gas sputtering. Nanostructured Materials, 1999. 11(4): p. 505-512.
 [6] Chen, C., et al., Rapid synthesis of three-dimensional network structure CuO as binder-free anode for high-rate sodium ion battery. Journal of Power Sources, 2016. 320: p. 20-27.
 [7] Arslan, B., et al., Formation and characterization of infrared absorbing copper oxide surfaces. Applied Surface Science, 2017. 402: p. 218-224.
 [8] Wang, X., et al., Ultra-low reflection CuO nanowire array in-situ grown on copper sheet. Materials & Design, 2017. 113: p. 297-304..
 [9] Mishra, A.K., et al., Microwave-assisted solvothermal synthesis of cupric oxide nanostructures for high-performance supercapacitor. The Journal of Physical Chemistry C, 2018. 122(21): p. 11249-11261.
 [10] Zhang, Z. and P. Wang, Highly stable copper oxide composite as an effective photocathode for water splitting via a facile electrochemical synthesis strategy. Journal of Materials Chemistry, 2012. 22(6): p. 2456-2464.
 [11] Akl, A.A., et al., Improving microstructural properties and minimizing crystal imperfections of nanocrystalline Cu2O thin films of different solution molarities for solar cell applications. Materials Science in Semiconductor Processing, 2018. 74: p. 183-192.
 [12] Ali, S.A.M.H.M. and S.A. Makki, The thickness effects characterization properties of copper oxide thin films prepared by thermal evaporation technique. Journal of Multidisciplinary Engineering Science Studies, 2016. 2: p. 532-535.
 [13] Mezine, Z., et al., Electrodeposition of copper oxides (CuxOy) from acetate bath. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2018. 817: p. 36-47.
 [14] Zhou, L.-J., et al., Facile synthesis of highly stable and porous Cu2O/CuO cubes with enhanced gas sensing properties. Sensors and Actuators B: Chemical, 2013. 188: p. 533-539.
 [15] Kosugi, T. and S. Kaneko, Novel spray‐pyrolysis deposition of cuprous oxide thin films. Journal of the American Ceramic Society, 1998. 81(12): p. 3117-3124.
 [16] Son, D.I., C.H. You, and T.W. Kim, Structural, optical, and electronic properties of colloidal CuO nanoparticles formed by using a colloid-thermal synthesis process. Applied surface science, 2009. 255(21): p. 8794-8797.
 [17] Zhan, J., et al., Fabrication and mechanism study of CuO layers on double surfaces of polyimide substrate using surface modification. Composites science and technology, 2012. 72(9): p. 1020-1026.
 [18] Jayaprakash, J., N. Srinivasan, and P. Chandrasekaran, Surface modifications of CuO nanoparticles using Ethylene diamine tetra acetic acid as a capping agent by sol–gel routine. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2014. 123: p. 363-368.
[19] Thermal Oxidation Fabricated Copper Oxide Nanotip Arrays with Tunable Wettability    and Robust Stability: Implications for Microfluidic Devices and Oil/Water Separation.
[20] H. Alehdaghi, M. Zirak, Facile preparation of various ZnO nanostructures via ultrasonic mist vapor deposition: a systematic investigation about the effects of growth parameters, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 30 (2019) 2706-2715.
[21]   H. Alehdaghi, M. Kazemi, M. Zirak, Facile preparation of ZnO nanostructured thin films via oblique angle ultrasonic mist vapor deposition (OA-UMVD): a systematic investigation, Appl. Phys. A 126 (2020) 103, https://doi.org/10.1007/s00339- 020-3295-0.