احسان سهیلی

در حال حاضر، نانوبلورهای پروسکایت هالید فلزی (PNCs) را می‌توان به‌عنوان شناخته‌شده‌ترین و جذاب‌ترین ساختارهای نورتاب در نظر گرفت. با این‌حال، ناپایداری ذاتی موجود در این دسته از مواد باعث شده است که بخش قابل توجهی از پژوهش‌های کنونی به رفع این چالش اختصاص یابد. یکی از رهیافت هایی که برای بهبود پایداری نانوبلورهای پروسکایت بکار برده می‌شود، استفاده از چارچوب‌های آلی‌فلزی (MOFs) می‌باشد. در این پایان نامه، نانوکامپوزیت‌های PNCs@MOFs، در قالب دو مطالعه‌ی مجزا و به‌عنوان دسته‌ای از نانوکامپوزیت‌های جدید با پایداری اپتیکی بهبود یافته، سنتز شدند. در بخش اول از کاتیون Et3NHBr برای سنتز نانوبلورهای پروسکایت استفاده شده است. ابتدا نانوبلورهای پروسکایت به روش لارپ و MOFs (در اینجا Uio-67) به روش سولووترمال (پس از اصلاح MOFs و افزایش اندازه حفره آن‌ها از 9/1 نانومتر به 9/28 نانومتر) تهیه شدند. سپس، این دوساختار با یکدیگر ادغام شدند تا نانوکامپوزیت‌های PNCs@MOFs (متشکل از نانوبلورهای پروسکایتِ ۱۸-۱۲ نانومتری که در بسترهای متخلخلی از ساختارهای MOF با ابعاد ۱۵۰ نانومتر قرار داده شده‌اند) با گسیل فوتولومینسانس در 410 نانومتر بدست آیند. در نهایت، به منظور بهینه‌سازی خواص نوری آن‌ها، اثر پارامترهای تجربی مختلف بررسی شدند که نتیجه‌ی آن افزایش بازده کوانتومی گسیل فوتولومینسانس از ۱۰٪ به ۵۲٪ و پایداری قابل ملاحظه‌ی آن‌ها بود. در بخش دوم پایان‌نامه، از کاتیون Et2NHBr برای سنتز نانوبلورهای پروسکایت استفاده شد و نانوکامپوزیت‌های PNCs@MOFs با سنتز نانوبلورهای پروسکایت بصورت در محل، در حضور چارچوب‌های آلی‌فلزی از پیش تهیه شده، تولید شدند. نانوکامپوزیت‌های PNCs@MOFs گسیل شدید سبز رنگی در طول موج 530 نانومتر، با پهنای کل در نصف بیشینه 19 نانومتر را نشان دادند. تصاویر TEM، تشکیل مؤثر ساختار کامپوزیت را به اثبات رساند. همچنین، اندازه‌گیری اپتیکی بازده کوانتومی فوتولومینسانس 4/51 درصدی و میانگین طول عمر حالت برانگیخته 6/17 نانوثانیه‌ای بدست آمدند. علاوه‌بر این، نانوکامپوزیت‌های PNCs@MOFs تهیه شده، پایداری طولانی‌مدت (بیش از 6 ماه) و پایداری حرارتی بازگشت‌پذیر (تا دمای 200 درجه سانتی‌گراد) را از خود نشان دادند. سادگی، عدم نیاز به تجهیزات گران قیمت، مقرون به صرفه بودن و تهیه نانوکامپوزیت‌های PNCs@MOFs نورتابی با پایداری بالا از مزایاهای پژوهش‌های انجام شده در این پایان‌نامه می‌باشند. مطالعه‌ی حاضر، روش کلوئیدی آسان، سرراست، و کم هزینه‌ای را برای تهیه نانوکامپوزیت‌های PNCs@MOFs با گسیل فوتولومینسانس شدید و پایدار ارائه می‌دهد که برای استفاده در افزاره‌های مبتنی‌بر ویژگی‌های لومینسانس مناسب هستند.