Синтез та характеристика наноструктур (PVA-CoO-ZrO2) для нанооптоелектронних застосувань
Анотація
Нанокомпозити мають багато застосувань, включаючи оптичні інтегральні схеми, датчики, покриття та медичні пристрої. У зв’язку з цим метою цієї роботи є отримання нового типу нанокомпозитів з полівінілового спирту (ПВС) з різними концентраціями (0, 1, 2 і 3) мас.% оксиду кобальту та діоксиду цирконію (CoO-ZrO2) наночастинок методом лиття. Мікроскопічні фотографії демонструють, що додаткова кількість наночастинок у полімері була рівномірною, і наночастинок (CoO ZrO2) утворювали безперервну мережу в полімері, коли концентрація досягала 3 мас.%. Крім того, результати оптичних властивостей вказують на те, що поглинання нанокомпозитів покращується, оскільки концентрація наночастинок оксиду кобальту та діоксиду цирконію збільшується під час пропускання та зменшується розрив візуальної енергії. З іншого боку, оптичні константи нанокомпозитів (показник заломлення, коефіцієнт поглинання, коефіцієнт екстинкції, дійсна та уявна діелектричні константи) і оптична провідність зростають зі збільшенням масових часток (CoO-ZrO2) наночастинок. Ці результати демонструють використання наночастинок PVA-CoO-ZrO2 для різних оптичних пристроїв.
Завантаження
Посилання
M. Khairy, and M.E. Gouda, “Electrical and optical properties of nickel ferrite/polyaniline nanocomposite,” J. Adv. Res. 6(4), 555-562 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jare.2014.01.009
A.H. Hadi, and M.A. Habeeb, “The dielectric properties of (PVA-PVP-CdS) nanocomposites for gamma shielding applications,” Journal of Physics: Conference Series, 1973(1), 012063 (2021). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1973/1/012063
S.K. Sharma, J. Prakash, K. Sudarshan, D. Sen, S. Mazumder, and P. K. Pujari, “Structure at interphase of poly (vinyl alcohol)–SiC nanofiber composite and its impact on mechanical properties: positron annihilation and small-angle X-ray scattering studies,” Macromolecules, 48 (16), 5706–5713 (2015). https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5b01095
S.M. Mahdi , and M.A. Habeeb, “Fabrication and Tailored Structural and Dielectric characteristics of (SrTiO3/NiO) Nanostructure Doped (PEO/PVA) polymeric Blend for Electronics Fields,” Physics and Chemistry of Solid State, 23 (4), 785-792 (2022) . https://doi.org/10.15330/pcss.23.4.785-792
H.J. Zhou, M.Z. Rong, M.Q. Zhang, and K. Friedrich, “Effects of reactive compatibilization on the performance of nano-silica filled polypropylene composites,” J. Mater. Sci. 41(17), 5767–5770 (2006). https://doi.org/10.1007/s10853-006-0112-x
S.M. Mahdi, and M.A. Habeeb, “Low-cost piezoelectric sensors and gamma ray attenuation fabricated from novel polymeric nanocomposites,” AIMS Materials Science, 10(2), 288–300 (2023). https://doi.org/10.3934/matersci.2023015
W.J. Qi, R. Nieh, B.H. Lee, L. Kang, Y. Jeon, and J.C. Lee, “Electrical and reliability characteristics of ZrO 2 deposited directly on Si for gate dielectric application,” Appl. Phys. Lett. 77(20), 3269–3271 (2000). https://doi.org/10.1063/1.1326482
S.M. Mahdi, and M.A. Habeeb, “Evaluation of the influence of SrTiO3 and CoO nanofillers on the structural and electrical polymer blend characteristics for electronic devices,” Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 17(3), 941-948 (2022). https://doi.org/10.15251/DJNB.2022.173.941
J.C. Toniolo, A.S. Takimi, and C.P. Bergmann, “Nanostructured cobalt oxides (Co3O4 and CoO) and metallic Co powders synthesized by the solution combustion method,” Mater. Res. Bull. 45(6), 672–676 (2010). https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2010.03.001
M.A. Habeeb, "Effect of rate of deposition on the optical parameters of GaAs films,” European Journal of Scientific Research, 57(3), 478-484 (2011).
J. Hoffmann, I. Řeznı́čková, J. Kozáková, J. Růžička, P. Alexy, D. Bakoš, and L. Precnerová, “Assessing biodegradability of plastics based on poly (vinyl alcohol) and protein wastes,” Polym. Degrad. Stab. 79(3), 511–519 (2003). https://doi.org/10.1016/S0141-3910(02)00367-1
N. Hayder, M.A. Habeeb, and A. Hashim, “Structural, optical and dielectric properties of (PS-In2O3/ZnCoFe2O4) nanocomposites,” Egyptian Journal of Chemistry, 63, 577-592 (2020). https://dx.doi.org/10.21608/ejchem.2019.14646.1887
Q.M. Jebur, A. Hashim, and M.A. Habeeb, “Structural, A.C electrical and optical properties of (polyvinyl alcohol-polyethylene oxide-aluminum oxide) nanocomposites for piezoelectric devices,” Egyptian Journal of Chemistry, 63, 719-734 (2020). https://dx.doi.org/10.21608/ejchem.2019.14847.1900
J. Lee, D. Bhattacharyya, A.J. Easteal, and J.B. Metson, “Properties of nano-ZnO/poly (vinyl alcohol)/poly (ethylene oxide) composite thin films,” Curr. Appl. Phys., 8(1), 42–47 (2008).
M.A. Habeeb, A. Hashim, and N. Hayder, “Fabrication of (PS-Cr2O3/ZnCoFe2O4) nanocomposites and studying their dielectric and fluorescence properties for IR sensors,” Egyptian Journal of Chemistry, 63, 709-717 (2020). https://dx.doi.org/10.21608/ejchem.2019.13333.1832
A. Hashim, M.A. Habeeb, and Q.M. Jebur, “Structural, dielectric and optical properties for (Polyvinyl alcohol-polyethylene oxide manganese oxide) nanocomposites,” Egyptian Journal of Chemistry, 63, 735-749 (2020). https://dx.doi.org/10.21608/ejchem.2019.14849.1901
E. Randjbaran, R. Zahari, and R. Vaghei, “Scanning Electron Microscopy Interpretation In Carbon Nanotubes Composite Materials After Postbuckling-Review Paper,” MATRIX Acad. Int. Online J. Eng. Technol. 2(2), 1–6 (2014).
Q.M. Jebur, A. Hashim, and M.A. Habeeb, “Fabrication, structural and optical properties for (Polyvinyl alcohol-polyethylene oxide iron oxide) nanocomposites,” Egyptian Jour of Chemistry, 63 (2), 611-623 (2020). https://dx.doi.org/10.21608/ejchem.2019.10197.1669
M.A. Habeeb, and W.S. Mahdi, “Characterization of (CMC-PVP-Fe2O3) nanocomposites for gamma shielding application,” International Journal of Emerging Trends in Engineering Research, 7 (9), 247-255 (2019). https://dx.doi.org/10.30534/ijeter/2019/06792019
R. Tintu, K. Saurav, K. Sulakshna, V.P.N. Nampoori, P. Radhakrishnan, and S. Thomas, “Ge28Se60Sb12/PVA composite films for photonic applications,” J. Non-Oxide Glas. 2(4), 167–174 (2010).
M.A. Habeeb, and R.S.A. Hamza, “Synthesis of (polymer blend –MgO) nanocomposites and studying electrical properties for piezoelectric application,” Indonesian Journal of Electrical Engineering and Informatics, 6(4), 428-435 (2018). https://dx.doi.org/10.11591/ijeei.v6i1.511
M.A. Habeeb, and R.S. Abdul Hamza, “Novel of (biopolymer blend-MgO) nanocomposites: Fabrication and characterization for humidity sensors,” Journal of Bionanoscience, 12 (3), 328-335 (2018). https://doi.org/10.1166/jbns.2018.1535
J. Selvi, S. Mahalakshmi, and V. Parthasarathy, “Synthesis, structural, optical, electrical and thermal studies of polyvinyl alcohol/CdO nanocomposite films,” Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials, 27, 1918-1926 (2017).
M.A. Habeeb, A. Hashim, and N. Hayder, “Structural and optical properties of novel (PS-Cr2O3/ZnCoFe2O4) nanocomposites for UV and microwave shielding,” Egyptian Journal of Chemistry, 63, 697-708 (2020). https://dx.doi.org/10.21608/ejchem.2019.12439.1774
M.A. Habeeb, W.K. Kadhim, “Study the optical properties of (PVA-PVAC-Ti) nanocomposites,” Journal of Engineering and Applied Sciences, 9 (4), 109-113(2014). https://doi.org/10.36478/jeasci.2014.109.113
R. Tintu, K. Saurav, K. Sulakshna, V.P.N. Nampoori, P. Radhakrishnan, and S. Thomas, “Ge28Se60Sb12/PVA composite films for photonic applications,” J. Non-Oxide Glas. 2, (4), 167–174 (2010)
A.H. Hadi, and M.A. Habeeb, “Effect of CdS nanoparticles on the optical properties of (PVA-PVP) blends,” Journal of Mechanical Engineering Research and Developments, 44(3), 265 – 274 (2021). https//jmerd.net/03-2021-265-274/
D.S. McLachlan, C. Chiteme, C. Park, K.E. Wise, Sh.E. Lowther, P.T. Lillehei, E.J. Siochi, and J.S. Harrison, “AC and DC percolative conductivity of single wall carbon nanotube polymer composites,” Journal of Polymer Sciences Part B, 43(22) 3273 3287 (2005).
S.M. Mahdi, and M.A. Habeeb, “Synthesis and augmented optical characteristics of PEO–PVA–SrTiO3–NiO hybrid nanocomposites for optoelectronics and antibacterial applications,” Optical and Quantum Electronics, 54(12), 854 (2022). https://doi.org/10.1007/s11082-022-04267-6
M.A. Habeeb, “Dielectric and optical properties of (PVAc-PEG-Ber) biocomposites,” Journal of Engineering and Applied Sciences, 9 (4), 102-108 (2014). https://doi.org/10.36478/jeasci.2014.102.108
G. Shui, J. Hu, M. Qiu, M. Wei, D. Xiao, “Study of Dielectric Properties For (Calcium Oxide-poly-vinyl alcohol) Composites,” Chinese Chem. letters, 15(12), 1501-1504 (2004).
M.A. Habeeb, and W.H. Rahdi, “Titanium carbide nanoparticles filled PVA‑PAAm nanocomposites, structural and electrical characteristicsfor application in energy storage,” Optical and Quantum Electronics, 55 (4), 334 (2023). https://doi.org/10.1007/s11082-023-04639-6
V.M. Bhargav, P.B. Mohan, V. Raja, A.K. Sharma, and V.V.R.N. Rao, “Optical and Electrical Properties of Pure and Doped PEO Polymer Electrolyte Films,” Soft Mater, 5, 33–46 (2007). https://dx.doi.org/10.1080/15394450701405291
M.A. Habeeb, and Z.S. Jaber, “Enhancement of Structural and Optical Properties of CMC/PAA Blend by Addition of Zirconium Carbide Nanoparticles for Optics and Photonics Applications,” East European Journal of Physics, 4, 176-182 (2022). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2022-4-18
S.M. Mahdi, M.A. Habeeb, “Tailoring the structural and optical features of (PEO–PVA)/(SrTiO3–CoO) polymeric nanocomposites for optical and biological applications,” Polymer Bulletin, (2023). https://doi.org/10.1007/s00289-023-04676-x
K.R. Nemade, S.A. Waghuley, “Synthesis of MgO nanoparticles by solvent mixed spraypyrolysis technique for optical investigation,” Int. J. Metals, 2014 (4), (2014), Article ID 389416, http://dx.doi.org/10.1155/2014/389416
M.H. Dwech, M.A. Habeeb, and A.H. Mohammed, “Fabrication and Evaluation of Optical Characterstic of (PVA-MnO2–ZrO2) Nanocomposites for Nanodevices in Optics and Photonics,” Ukr. J. Phys. 67(10), 757-762 (2022). https://doi.org/10.15407/ujpe67.10.757
A.A. Mohammed, and M.A. Habeeb, “Modification and Development of the Structural, Optical and Antibacterial Characteristics of PMMA/Si3N4/TaC Nanostructures,” Silicon, (2023), https://doi.org/10.1007/s12633-023-02426-2
A. Gautam, and S. Ram, “Preparation and Thermomechanical Properties of Ag-PVA Nanocomposite Films,” Mater. Chem. Phys. 119 (2), 266-271 (2010)
N.K. Al‑Sharifi, and M.A. Habeeb, “Synthesis and Exploring Structural and Optical Properties of Ternary PS/SiC/Sb2O3 Nanocomposites for Optoelectronic and Antimicrobial Applications,” Silicon, (2023), https://doi.org/10.1007/s12633-023-02418-2
N.B.V. Crasta, R. Kumar, and B.M. Praveen, “Advancement in Microstructural, Optical, and Mechanical Properties of PVA (Mowiol 10-98) Doped by ZnO Nanoparticles,” Physics Research International, 9(3), (2014), https://doi.org/10.1155/2014/742378
Авторське право (c) 2023 Зейнаб Сабрі Джабер, Маджід Алі Хабіб, Валід Хаді Раді
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
