شماره مدرك :
20806
شماره راهنما :
17885
پديد آورنده :
ثابت فرد، ماجده
عنوان :

بررسي نيمه نظري طيف اپتيكي اكسيدموليبدن

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ماده چگال
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1400
صفحه شمار :
دوازده، 58ص، : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
برازش طيف اپتيكي اكسيدموليبدن , جذب پلاسمونيك , جذب پلاروني
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/09/27
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
فيزيك
دانشكده :
فيزيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/09/29
كد ايرانداك :
23160539
چكيده فارسي :
در سالهاي اخير توجه به نانوساختارهاي اكسيدفلزي در مقياسهاي نانومتري به دليل خواص ويژهاي كه در ايون سوط از خوود نشان ميدهند شدت گرفته است. از مهمترين كاربردهاي اين نوع مواد حسگري ميباشد. در اين ميوان حسوگري گازهوا و بهخصووص گواز هيدروژن به دليل آنكه سوختي پوا و تجديدپوذير محسووب ميشوود و در عوين حوال قابليوت انفجارپوذيري بوالايي دارد داراي اهميوت دوچندان ميباشد. از ميان انواع حسگرهاي مختلف گاز هيدروژن، حسگرهاي اپتيكي كه با تغيير خواص نوري قابليت شناسوايي را از خوود بروز ميدهند به دليل كارايي ساده و ايمن از موردتوجهترين انواع حسگرها ميباشند. در اين راستا ترياكسيدموليبدن بوه دليول ويژگيهواي سواختاري، فيزيكوي و شويميايي ويوژهاي نظيور گواف اپتيكوي پهون، قابليوت تنظيمپوذيري قلوههاي اپتيكوي و... يكوي از آينودهدارترين ايون حسگرهاست. در اين زمينه پژوهشهاي بسياري در جريان است اما حلقه مفقوده اكثر اين پژوهشها بررسي سازوكارهاي رخ داده در طيف جذب اپتيكي اين ماده است. اين بخش از اين جهت حائز اهميت است كه سازوكارهاي مربوطه ميتواند به محققين در انتخاب يوك روش بهينه جهت بالابردن خواص مهم حسگر نظير انتخابپذيري، تكرارپذيري و دقت حسگري كمك كند. در اين رساله تلاش شده است ضمن بيان جمعي از مهمترين نظريههاي مربووط بوه بوروز طيوف جوذب اپتيكوي، بوراي دادههواي تجربي اكسيدموليبدنكاهيده كه تحت هيدروژندهي با غلظتهاي مختلف قورار گرفتهانود توابعي مناسوب جهوت بورازش انتخواب و سوپ ويژگيهايي نظير شدت قله و موقعيت قله بررسي شود. در نهايت، تلاش شده است در اين پژوهش نشان داده شود كه اكسيد موليبدن به دليول سواختار الكترونوي ويوژه، قابليوت ايجواد نواقص اكسوويژن پايدار و پاسخ نوري قابلتنظيم، بسوتري مناسب براي توسعه حسگرهاي اپتيوكي ميباشد. تحووليل دادههاي طيفي نشان ميدهد كه شدت و موقعيت قلههاي جذب نوه تنهوا بازتابدهنودهي تغييورات سواختاري و شويميايي مواده هسوتند، بلكوه ميتواننود بوهعنوان شاخصهاي كمي و كيفي براي شناسايي حضور و غلظت گازهاي مختلف به ويوژه هيودروژن بوهكار گرفتوه شووند. بور ايون اسواس، امكوان طراحي حسگرهايي فراهم ميشود كه ضمن دقت و سورعت بوالا، از گزينشپوذيري و پايوداري مناسوبي برخووردار باشوند. افوزون بور ايون، مقايسهي MoO₃با ساير مواد نشان ميدهد كه اين تركيب به دليل هزينهي كمتر، سهولت سونتز و حساسويت بوارزتر، گزينوهاي كارآمودتر براي كاربردهاي صنعتي و محيطي است. بنابراين، پژوهش حاضر با اتخاذ رويكردي نيمهنظري متكي بر دادههواي تجربوي و تحليول رياضوي تلاش كرده است پلي ميان مطالعات آزمايشگاهي و نظري ايجاد كند و چشماندازي روشن براي توسعه حسگرهاي اپتيكوي نووين مبتنوي بور اكسيد موليبدن ترسيم نمايد.
چكيده انگليسي :
In recent years, growing attention has been paid to metal oxide nanostructures at the nanoscale due to their unique properties at this level. One of the most important applications of such materials is sensing. Among different sensing fields, gas sensing— particularly hydrogen sensing—is of special importance, since hydrogen is considered a clean an‎d renewable fuel while at the same time being highly explosive. Among the various types of hydrogen gas sensors, optical sensors, which detect changes in optical properties, have attracted considerable attention due to their simple an‎d safe operation. In this context, molybdenum trioxide (MoO₃), owing to its unique structural, physical, an‎d chemical characteristics such as a wide optical ban‎d gap an‎d tunable optical peaks, is regarded as one of the most promising can‎didates for such sensors. Despite extensive research in this field, a missing link in many studies has been the investigation of the mechanisms underlying the optical absorption spectrum of this material. This aspect is crucial since understan‎ding these mechanisms can help researchers selec‎t optimal strategies to improve key sensor properties such as selec‎tivity, reproducibility, an‎d detection accuracy. In this dissertation, in addition to presenting a collection of the most relevant theories concerning the optical absorption spectrum, an appropriate fitting function has been chosen for the experimental data of reduced molybdenum oxide subjected to hydrogen exposure at different concentrations. Subsequently, parameters such as peak intensity an‎d peak position have been analyzed. Ultimately, this study aims to demonstrate that molybdenum oxide, due to its distinctive electronic structure, ability to form stable oxygen vacancies, an‎d tunable optical response, provides a suitable platform for the development of optical sensors. Spectral data analysis reveals that the intensity an‎d position of absorption peaks not only reflect the structural an‎d chemical changes of the material, but can also serve as quantitative an‎d qualitative indicators for detecting the presence an‎d concentration of various gases, especially hydrogen. Accordingly, it becomes possible to design sensors with high accuracy an‎d speed, while maintaining proper selec‎tivity an‎d stability. Furthermore, a comparison of MoO₃ with other materials indicates that, owing to its lower cost, ease of synthesis, an‎d superior sensitivity, this compound is a more efficient option for industrial an‎d environmental applications. Therefore, by adopting a semi-theoretical approach based on experimental data an‎d mathematical analysis, the present research attempts to bridge laboratory studies with theoretical understan‎ding an‎d to outline a clear perspective for the advancement of novel optical sensors based on molybdenum oxide.
استاد راهنما :
مهدي رنجبر
استاد مشاور :
حسين احمدوند
استاد داور :
حميده شاكري پور , حسين فرخ پور
لينک به اين مدرک :

بازگشت