研究目的
研究60Co伽马辐射对纳米结构α-MoO3的结构、形貌、功能及光学特性的影响,以应用于辐射暴露环境中的光电子和光子器件。
研究成果
α-三氧化钼纳米粒子对高剂量伽马辐射具有耐受性,在高剂量辐射下结晶度提升且光学带隙增大,使其适用于太空和核应用等强辐射环境中的光电子及光子器件。
研究不足
该研究仅限于特定吸收剂量(10千戈瑞和120千戈瑞),可能无法涵盖全部辐射效应;潜在优化方案包括改变剂量率、温度或采用其他辐射源以提高适用性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用水热法合成α-MoO3纳米颗粒,使用60Co源分别以低剂量(10 kGy)和高剂量(120 kGy)进行γ射线辐照,并通过XRD、FESEM、FTIR和UV-Vis-NIR光谱表征其结构、形貌、官能团及光学性质的变化。
2:样品选择与数据来源:
α-MoO3纳米颗粒由七钼酸铵四水合物和硝酸合成,样品经特定剂量辐照后,通过光谱分析获取数据。
3:实验设备与材料清单:
设备包括X射线衍射仪(型号3040-X’Pert PRO)、场发射扫描电镜(JEOL JSM-7600F)、FTIR-ATR(珀金埃尔默Spectrum Two)、紫外-可见-近红外分光光度计(珀金埃尔默Lambda 1050)及60Coγ射线源。材料为Sigma Aldrich提供的七钼酸铵四水合物和硝酸。
4:实验步骤与操作流程:
合成过程包括将AHM溶于水、加入硝酸、85°C加热、洗涤、干燥及450°C退火。辐照在室温下进行并测量剂量率。表征包括5°至75° 2θ范围的XRD、5 kV下的FESEM、4000–400 cm?1的FTIR及用于带隙测量的UV-Vis-NIR光谱。
5:数据分析方法:
采用Debye-Scherrer法计算晶粒尺寸,Stokes-Wilson方程分析晶格应变,Kubelka-Munk函数测定光学带隙,未指定具体软件工具。
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获取完整内容-
X-ray diffractometer
3040-X’Pert PRO
PANalytical
Used to investigate the structural parameters of crystal of pristine and all gamma-irradiated α-MoO3 nanoparticles by X-ray diffraction from 5° to 75° at 2θ position.
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Field emission scanning electron microscope
JEOL JSM-7600F
JEOL
Used to observe the particle surface morphology and insight of the grain structures with accelerating voltage.
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FTIR-ATR
Perkin Elmer Spectrum Two
PerkinElmer
Used to investigate the functional properties of nanostructured α-MoO3 by Fourier transform infrared spectroscopy in the range of 4000–400 cm?1 with KBr pellets.
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UV-Vis-NIR spectrophotometer
PerkinElmer Lambda 1050
PerkinElmer
Used to measure the optical band gap of the nanoparticles from diffused reflectance spectra.
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Cobalt-60 gamma source
Used to irradiate the samples with gamma radiation at a dose rate of 12.17 kGy/h.
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