المستخلص
في هذا العمل، تم تصنيع جسيمات نانوية من أكسيد النحاس النقي (CuO NPs) وجسيمات نانوية من الفضة النقية (Ag NPs) ومتراكبات أكسيد النحاس مع الفضة (CuO/Ag NPs) بنسب وزنية مختلفة (0، 1، 3، 6، 9 و12٪ وزنيًا) بنجاح باستخدام تقنية تحضير نفث البلازما. تُعرف تقنية نفث البلازما بأنها تقنية منخفضة التكلفة وبسيطة وغير سامة تُستخدم في تصنيع جسيمات نانوية من أكسيد النحاس النقية وعالية التبلور وجسيمات نانوية من الفضة وجسيمات نانوية من أكسيد النحاس/الفضة. تم التحقيق في الخصائص البنيوية FESEM ,EDX ,XRD) وFT-IR ) والخصائص البصرية وأداء استشعار الغاز لعينات جسيمات نانوية من أكسيد النحاس وجسيمات نانوية من الفضة المصنعة، ودراسة تأثير نسبة التشويب على خصائص الأغشية الرقيقة لجسيمات نانوية من أكسيد النحاس.
أظهرت نتائج مجهر مسح الانبعاث الإلكتروني الميداني (FESEM) وحيود الأشعة السينية (XRD) الحصول على بنية جسيمات نانوية مكعبية نقية عالية التبلور من أكسيد النحاس مع شكل شبه كروي يشبه الشكل وبنية جسيمات نانوية أحادية الميل من الفضة مع جسيمات نانوية كروية موحدة تشبه شكل الفضة، وكان متوسط أحجام الجسيمات (50 نانومتر) و (38 نانومتر) على التوالي. أثبت EDX و FTIR التركيب الكيميائي والمجموعات الوظيفية والتفاعلات الجيدة بين جسيمات النانو من النحاس وجسيمات النانو من الفضة كمواد مضافة داخل أغشية النانو المركبة من أكسيد النحاس/الفضة. تم التحقيق في أطياف الامتصاص والنفاذية ضمن نطاق الطول الموجي (300 – 1100 نانومتر)، وكشفت النتائج أن محلول أكسيد النحاس النقي سجل قدرة امتصاص أعلى عند طول موجي محدد، وأدى إضافة جسيمات النانو من الفضة إلى تقليل قدرة الامتصاص، بينما أظهرت النفاذية علاقة عكسية مع الطول الموجي. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد قيم الامتصاص والنفاذية بشكل كبير على محتوى جسيمات النانو الفضية وطول الموجة، حيث لوحظ أن إضافة محتوى مختلف من جسيمات النانو الفضية إلى محلول جسيمات النانو النحاسية النقية أدى إلى انخفاض في النفاذية وزيادة في الامتصاص. من ناحية أخرى، أظهرت نتائج الانعكاس أن زيادة الطول الموجي تسبب في انخفاض في قيم الانعكاس نتيجة لانخفاض معامل الانكسار مع طول الموجة بسبب جسيمات النانو الفضية المضافة، حقق محلول جسيمات النانو النحاسية النقية أقصى قيم الانعكاس. أظهر معامل الامتصاص لمحلول جسيمات النانو النحاسية النقية ذروة عالية في نطاق الطاقة (3 – 3.5 إلكترون فولت) كدالة لطاقة الفوتون، عند زيادة جسيمات النانو الفضية داخل بنية محلول أكسيد النحاس لوحظ انخفاض كبير في قيمة معامل الامتصاص.
تم حساب فجوات نطاق الطاقة للمحاليل المُحضرة. أظهرت المحاليل الناتجة فجوة نطاق طاقة مباشرة. وتبين ان فجوة نطاق الطاقة تقل عند النسب القليلة جسيمات النانو الفضية لكنها تزداد عندما تكون النسب عالية، ويُحتمل أن تؤدي إضافة جسيمات النانو الفضية إلى تغير فجوة الطاقة نظرًا لارتفاع حالات الشوائب التي تؤثر على بنية فجوة النطاق. أظهر محلول جسيمات النانو من أكسيد النحاس المُشَبَّبة بنسبة (0.01) أقل قيمة لفجوة نطاق الطاقة (2.513 إلكترون فولت), بينما اعلى قيمة لفجوة الطاقة عند النسبة (0.12) وتساوي (3.185 إلكترون فولت). وان الانتقالات الإلكترونية للأغشية المُحضرة مباشرة.
أظهرت النتائج أيضًا أن معامل الانكسار ومعامل الخمود للعينات النقية والمحضرة ينخفضان مع زيادة طاقة الفوتون. زاد ثابت العزل الحقيقي بإضافة محتوى متغير من جسيمات النانو الفضية إلى جسيمات النانو النحاسية النقية، بينما انخفض ثابت العزل التخيلي خطيًا مع طاقة الفوتون الساقط للمواد النقية، ولكن عند إضافة جسيمات النانو الفضية تغير معدل الارتفاع.
أظهرت خصائص مستشعر الغاز أن المقاومة الكهربائية ( ) لجميع مستشعرات الأغشية الرقيقة مستقرة في الهواء. ولكن عندما تم اختبار مستشعرات الأغشية الرقيقة تحت غاز (500 جزء في المليون)، زادت المقاومة الكهربائية ( ) لمستشعر (A) كدالة لوقت التعرض، وانخفضت ( ) لمستشعرات (B إلى G) في حالة الغاز المفتوحة، بينما انخفضت بالنسبة لمستشعر (A) ثم ارتفعت بسرعة في حالة الغاز المغلقة. أظهرت جميع المستشعرات المحضرة سلوكًا من النوع n عند تطبيق غاز ، وانخفضت الموصلية الكهربائية للمستشعرات وزادت المقاومة الكهربائية. وجود غاز في جميع المستشعرات المصنوعة من سلوك النوع n، حدث سلوك معاكس عند تطبيق على مستشعرات الأغشية الرقيقة ذات السلوك P B-G.
سجلت حساسية (S %) لغاز للمستشعرات المحضرة قيمًا مختلفة كدالة لدرجة الحرارة ومحتوى المتراكبات. بشكل عام، سجلت جميع المستشعرات حساسية جيدة (S%) عند درجات حرارة معتدلة (50 و100 و150 درجة مئوية) وحساسية منخفضة عند درجات حرارة عالية (200 درجة مئوية)، في حين أدى إضافة جسيمات النانو الفضية إلى زيادة كبيرة في قيم الحساسية، وعلى العكس من ذلك، في حالة الغاز المغلق، تزداد مقاومة جميع المستشعرات عند التعرض لثاني أكسيد النيتروجين ( > )، مما أدى إلى انخفاض الحساسية (S%).
