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Jul 03, 2023

ガンマ線

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12385 (2023) この記事を引用 156 アクセス メトリクスの詳細 ポリビニル アルコール (PVA)、銀ナノ粒子、および

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12385 (2023) この記事を引用

156 アクセス

メトリクスの詳細

ポリビニル アルコール (PVA)、銀ナノ粒子、チタン酸カルシウム (CaTiO3) をベースにした柔軟なナノ複合フィルムを、ガンマ線誘起還元を使用して合成しました。 PVA/Ag/CaTiO3 ナノ複合膜の温度依存性構造、光学、DC 導電率、電気弾性率、および誘電特性を調査しました。 ＸＲＤパターンは、ナノ複合膜の調製が成功したことを証明した。 また、温度が上昇するにつれて、CaTiO3 および Ag ナノ粒子の平均結晶子サイズは、それぞれ 19.8 から 9.7 nm および 25 から 14.8 nm に減少します。 さらに、光学バンドギャップは温度の上昇とともに 5.75 eV から 5.84 eV に増加しました。 熱安定性が向上し、PVA/Ag/CaTiO3 ナノ複合膜の半導体挙動が、0.11 ～ 0.8 eV の範囲の値を持つ熱活性化エネルギー ΔE によって確認されます。 さらに、最大障壁Ｗｍ値は０．２９ｅＶであることが判明した。 PVA/Ag/CaTiO3 ナノ複合フィルムは、すべての温度で材料の粒界の寄与に起因する半円弧を示します。 PVA/Ag/CaTiO3 ナノ複合フィルムの光学特性、DC 導電率、誘電特性は、電子チップ、オプトエレクトロニクス、エネルギー貯蔵用途などのフレキシブル電子デバイスに適しています。

ポリマーとナノマテリアルを混合すると、システム全体の特性を改善するのに不可欠な異常な分子相互作用が生成されることはよく知られています1。 ポリマーナノ複合材料は、そのユニークな特性により大きな関心を集めており、エネルギー貯蔵や光電子デバイスなどの特定の用途での使用が可能になっています。 通常、ポリマーはナノ粒子 NP のホスト材料として利用されます。 NP をポリマーマトリックスに添加すると、表面対体積比が高いため、元のポリマーと比較してポリマーナノ複合材料の特性が大幅に向上するため、ポリマーの特性が向上します2。

ポリビニル アルコール (PVA) は、最も効率的で広く使用されているポリマー材料の 1 つとして浮上しています。 PVA は、光起電力デバイスのカプセル化、センサー、ノイズ低減のための電子コーティング、薬物送達システム、セメントの強化繊維など、数多くの技術用途に利用されています。PVA の用途が広範囲に及ぶのは、次のような優れた特性によるものです。低コスト、良好なフィルム形成能力、高い引張強度、柔軟性、優れた耐薬品性、および水溶性3,4。 PVA は加工が容易で化学的安定性があるため、さまざまなポリマー複合材料の製造に広く使用されています5、6、7、8。

最近、一般式 ABO3 を持つペロブスカイト材料が研究で大きな関心を集めています。 ペロブスカイト材料は、構造の柔軟性、調整可能なバンドギャップ、低コスト生産、電子移動度、高い熱安定性9などの多様な物理的特性により、光起電力デバイス、電池、光検出器、センシングデバイスなどのいくつかの用途で広く使用されています。発光ダイオード、燃料電池、光触媒4． これまでの多くの研究では、SrZrO3、SrRuO3、CaGeO3、PbTiO3、SrTiO3、BaTiO3、GdFeO3、CaTiO3 などのいくつかのペロブスカイト材料の特性と用途が強調されています110。 これらのペロブスカイトの中でも、チタン酸カルシウム (CaTiO3) は、光電子、強誘電性、および光触媒活性という顕著な特性により、多くの関心を集めています 12。 チタン酸カルシウム CaTiO3 は、ペロブスカイト構造を持つ n 型半導体 13 です。 地球に豊富に含まれ、その構成元素が無毒であること、費用対効果が高いこと、誘電率が高いこと、合成が容易であること、化学的安定性が高いことなど、優れた特性を備えています14。 CaTiO3 を調製する方法としては、固相反応 15、共沈 16、メカノケミカルミリング、ゾルゲル 17、水熱プロセス 18 など、いくつかの方法が報告されています。