حيث جرت المناقشة العلنية لطالب الدكتوراه "علي جعفر هادي" في فرع الفيزياء التطبيقية"
عن رسالته الموسومة
"تحضير بعض جسيمات أكاسيد المعادن النانوية بواسطة الاستئصال بالليزر للتطبيقات البصرية الإلكترونية والطبية الحيوية"
““Synthesis of Some Metal Oxides Nanoparticles by Laser Ablation for Optoelectronic and Biomedical Applications
“
و اقيمت المناقشة على قاعة المرحوم الاستاذ الدكتور عبد المطلب ابراهيم الشيخ في مبنى القسم وتألفت لجنة المناقشة من
- الاستاذ الدكتور رائد عبد الوهاب اسماعيل
- قسم العلوم التطبيقية/فرع علوم وتكنولوجيا الليزر رئيساً
- الاستاذ الدكتور عبد الهادي كاظم جدران
- الجامعة التكنولوجية / قسم هندسة الليزر والالكترونيات البصرية عضواً
-
الاستاذ الدكتور ضحى سعدي احمد
-
قسم العلوم التطبيقية/فرع الفيزياء التطبيقية عضواً
- الاستاذ الدكتور ريما محمد عبد
- جامعة بغداد / كلية العلوم/قسم الفيزياء عضوا
- الاستاذ المساعد الدكتور نور علي حسن
- قسم العلوم التطبيقية/فرع الفيزياء التطبيقية عضوا
- الاستاذ الدكتور عدي محسن نايف
- قسم العلوم التطبيقية/فرع الفيزياء التطبيقية عضوا ومشرفا
- الاستاذ الدكتور فلاح عبد الحسن مطلك
- جامعة بغداد / كلية العلوم/قسم الفيزياء عضوا ومشرفا
في هذه الدراسة تم اختيار تقنيات الاستئصال بالليزر والحفر الكهروكيميائية الضوئية البسيطة والفعالة لتحضير جسيمات أوكسيد المعادن النانوية والسيليكون المسامي، على التوالي. تتكون الجسيمات النانوية لأوكسيد المعدن المحضرة في العمل الحالي من أوكسيد الزنك (ZnO)، وثنائي أوكسيد القصدير (SnO2)، وثنائي أزكسيد التيتانيوم (TiO2)، وخامس أوكسيد الفاناديوم (V2O5). استخدمت تقنية الترسيب بالليزر النبضي (PLD) لترسيب البنية النانوية لأوكسيد المعدن على ركائز السيليكون المسامية باستخدام عملية ترسيب الليزر النبضي لأجهزة الكاشف الضوئي المُصنّعة. تم تحضير ركائز السيليكون المسامية (PS) عن طريق النقش الكهروكيميائي الضوئي لسيليكون من النوع السالب ذو اتجاهية (100) . ومع ذلك، تم إجراء الاستئصال بالليزر النبضي في الماء منزوع الأيونات (PLAL) لجمع العينات في شكل محلول غرواني للتطبيقات الطبية الحيوية. تم فحص تأثير كثافة طاقة الليزر على الخصائص البصرية والمورفولوجية والكيميائية والهيكلية للعينة التي تم الحصول عليها من أجل أجهزة الكشف الضوئي والتطبيقات الطبية الحيوية.
أثبتت دراسة حيود الأشعة السينية (XRD) أن البنى النانوية ZnO وSnO2 وV2O5 تحتوي على هياكل ورتزايت سداسية وروتيل رباعي الزوايا وهياكل عظمية على التوالي. بالمقارنة، فإن البنية النانوية TiO2 تحتوي على مراحل رباعية الأناتاز والروتيل. أكدت المجاهر الإلكترونية الماسحة للانبعاث المجال (FE-SEM) والمجهر الإلكتروني النافذ (TEM) على أن الهياكل النانوية لأوكسيد الفلز المنتجة لها شكل كروي وبعض التكتل/التجميع. تم فحص الخصائص البصرية للعينة المتكونة عبر تقنية الاستئصال بالليزر بوجود الماء منزوعة الأيونات باستخدام التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية. تم تحليل الخصائص البصرية للعينات المصنعة عبر عملية الترسيب بالليزر النبضي باستخدام عدة تقنيات، بما في ذلك التحليل الطيفي لامتصاص Uv – visible، ومطياف الانعكاس المنتشر DRS، والتحليل الطيفي للتألق الضوئي. أشارت النتائج إلى أن انخفاض كثافة طاقة الليزر أدى إلى انخفاض فجوة الطاقة. انخفضت انعكاسية العينات المنتجة بعد ترسيب طبقة أوكسيد المعدن فوق السيليكون المسامي. تم إجراء دراسة طيفية للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR) للتحقيق في اهتزازات الجزيئات في العينات المصنعة.
تم تحسين ميزات الإلكترونيات الضوئية ومعلمات الكاشف لجميع الأجهزة بعد ترسيب طبقة أوكسيد المعدن على السيليكون المسامي. تمتلك المفارق الهجينة المُصنّعة خصائص تقويم وتظهر تحسن واضح زيادة كثافة طاقة الليزر عند تصنيع هذه المفارق. أظهرت أجهزة الكشف الضوئي المعتمدة على السليكون واكاسيد المعادن الشفافة TCO، وهي ZnO NPs/PS/n-Si وSnO2 NPs/PS/n-Si، أفضل معلمات للكاشف وتظهر استجابية الأشعة فوق البنفسجية القريبة والأطياف المرئية، متجاوزة على أداء TiO2NPs/PS/n-Si و V2O5 NPs/PS/n-Si.
أظهرت الدراسة ان الكاشف الضوئي ذي المفرق الهيجي ZnO NPs/PS/n-Si المُصنع باستخدام اعلى كثافة طاقة ليزر، يمتلك أقصى استجابة طيفية تبلغ 0.28 A/W عند الطول الموجي 374 نانومتر، و0.37 A/W عند 625 نانومتر، و0.46 A/W عند 812 نانومتر. على الرغم من الاستجابة الطيفية المميزة للمفرق الهجين TiO2 NPs /PS/n-Si في المناطق المرئية والقريبة من الأشعة فوق البنفسجية. وفي الوقت نفسه، اظهر الكاشف الضوئي المصنع من المفرق الهيجن V2O5 NPs/PS/n-Si استجابة طيفية قصوى تبلغ 0.31 A/W عند الطول الموجي 477 نانومتر و0.26 A/W عند 625 نانومتر. ونتيجة لذلك، يمكن للأجهزة المصنعة في هذا العمل التعرف على كل من الأشعة الفوق البنفسجية والمرئية، مما يجعله مفيدًا في تطبيقات الكشف والتصوير متعدد الألوان.
أظهرت الدراسة أن جميع الجسيمات النانوية لأوكسيد المعادن مناطق تثبيط أكبر ضد البكتيريا المسببة للأمراض إيجابية الكرام (S. aureus) مقارنة البكتيريا المسببة للأمراض سالبة كرام (E. Coli).أيضًا، اشارت الدراسة ان أوكسيد الزنك، وثنائي أوكسيد القصدير، وثنائي أوكسيد التيتانيوم، وخامس أوكسيد الفناديوم، يظهر بشكل ملحوظ سمية خلوية تجاه الخلايا السرطانية SKOV-3 وA549 وPC-3 وMCF-7 على التوالي. تشير نتائج هذه الدراسة إلى أن الجسيمات النانوية المحضرة عن طريق الاستئصال بالليزر في الماء منزوع الأيونات يمكن استخدامها كاستراتيجية طبية لمكافحة السلالات البكتيرية المختلفة والخلايا السرطانية.
