Rayonnement gamma

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12385 (2023) Citer cet article

261 accès

Détails des métriques

Un film nanocomposite flexible à base d'alcool polyvinylique (PVA), de nanoparticules d'argent et de titanate de calcium (CaTiO3) a été synthétisé par réduction induite par rayonnement gamma. La conductivité électrique, le module électrique et les propriétés diélectriques structurelles, optiques, CC dépendants de la température du film nanocomposite PVA/Ag/CaTiO3 ont été étudiés. Le modèle XRD a prouvé la réussite de la préparation du film nanocomposite. De plus, à mesure que la température augmente, les tailles moyennes des cristallites des nanoparticules de CaTiO3 et d’Ag diminuent respectivement de 19,8 à 9,7 nm et de 25 à 14,8 nm. De plus, la bande interdite optique a augmenté de 5,75 à 5,84 eV avec l'augmentation de la température. La stabilité thermique est améliorée et le comportement semi-conducteur du film nanocomposite PVA/Ag/CaTiO3 est confirmé par l'énergie d'activation thermique ΔE avec des valeurs comprises entre 0,11 et 0,8 eV. De plus, la valeur maximale de la barrière Wm était de 0, 29 eV. Le film nanocomposite PVA/Ag/CaTiO3 présente un arc semi-circulaire provenant des contributions aux limites de grains du matériau pour toutes les températures. Les propriétés optiques, de conductivité électrique CC et diélectriques du film nanocomposite PVA/Ag/CaTiO3 peuvent convenir aux dispositifs électroniques flexibles tels que les puces électroniques, l'optoélectronique et les applications de stockage d'énergie.

Il est bien connu que le mélange de polymères et de nanomatériaux génère des interactions moléculaires inhabituelles, essentielles à l’amélioration des propriétés globales du système1. Les nanocomposites polymères suscitent un grand intérêt en raison de leurs propriétés uniques, qui leur permettent d'être utilisés dans des applications spécifiques telles que le stockage d'énergie et les dispositifs optoélectroniques. Habituellement, les polymères sont utilisés comme matériau hôte pour les nanoparticules NP. L'ajout de NP dans la matrice polymère améliore les propriétés du polymère, car elles améliorent considérablement les caractéristiques des nanocomposites polymères par rapport au polymère vierge, en raison de leur rapport surface/volume élevé2.

L'alcool polyvinylique (PVA) est devenu l'un des matériaux polymères les plus efficaces et les plus largement utilisés ; il a été utilisé dans de nombreuses applications technologiques telles que l'encapsulation de dispositifs photovoltaïques, de capteurs, de revêtements électroniques pour la réduction du bruit, de systèmes d'administration de médicaments et de fibres de renforcement dans le ciment, etc. La large gamme d'applications du PVA est due à ses propriétés remarquables telles que faible coût, bonne capacité filmogène, haute résistance à la traction, flexibilité, excellente résistance chimique et solubilité dans l’eau3,4. En raison de sa facilité de traitement et de sa stabilité chimique, le PVA est largement utilisé pour fabriquer divers composites polymères5,6,7,8.

Récemment, les matériaux pérovskites de formule générale ABO3 ont suscité un intérêt important dans la recherche. En raison de leurs diverses propriétés physiques, telles que la flexibilité structurelle, la bande interdite réglable, la production à faible coût, la mobilité électronique et la stabilité thermique élevée9, les matériaux pérovskites ont été largement utilisés dans plusieurs applications telles que les dispositifs photovoltaïques, les batteries, les photodétecteurs, les dispositifs de détection, diodes électroluminescentes, piles à combustible et photocatalyse4. De nombreuses études antérieures ont mis en évidence les propriétés et les applications de plusieurs matériaux pérovskites tels que SrZrO3, SrRuO3, CaGeO3, PbTiO3, SrTiO3, BaTiO3, GdFeO3 et CaTiO310,11. Parmi ces pérovskites, le titanate de calcium (CaTiO3) a suscité beaucoup d'intérêt en raison de ses remarquables propriétés optoélectroniques, ferroélectriques et photocatalytiques12. Le titanate de calcium CaTiO3 est un semi-conducteur13 de type n avec une structure pérovskite ; il possède d'excellentes caractéristiques, telles que l'abondance terrestre et la non-toxicité de ses éléments constitutifs, une constante diélectrique rentable et élevée, une facilité de synthèse et une stabilité chimique élevée14. Plusieurs méthodes ont été rapportées pour préparer du CaTiO3, telles que la réaction à l'état solide15, la co-précipitation16, le broyage mécano-chimique, le sol-gel17 et le processus hydrothermal18.