اسم الباحث : سجى حميد عبد الحمزة
اسم المشرف : أ.م.د. دعاء عادل عمران
الكلمات المفتاحية :
الكلية : كلية العلوم
الاختصاص : علوم الفيزياء
سنة نشر البحث : 2025
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
الخلاصة
لقد طورت تقنية السلك الكهربائي الانفجاري تحت الماء (UEEW) وتم استخدامها لتحضير مركبات SiO2/Au النانوية و بلازما الذهب في عالق SiO2 الغروي. درست خواص البلازما اثناء التحضير . حقق البحث عن تأثير التيار (100، 125، و150 أمبير) وكتلة SiO₂ (20، 25، و30 ملغ) على معلمات البلازما (درجة حرارة الإلكترون Te وكثافتهne ) وكذلك تمت دراسة الخصائص التركيبية والشكلية والبصرية لتراكيب SiO₂/Au النانوية.
استخدمت الدراسة مطيافية الانبعاث الضوئي (OES) لتحديد Te وne من خلال مخطط بولتزمان وظاهرة تعريض ستارك. وتمت ملاحظة ارتفاع درجة حرارة الإلكترونات (حتى 10.32 إلكترون فولت) وكثافة الإلكترونات (حتى 0.45×10¹⁸ سم⁻³) بزيادة التيار المطبق.
أظهر تحليل حيود الأشعة السينية (XRD) أن التراكيب النانوية تحتوي على بلورة FCC للذهب بأحجام بلورية تتراوح بين 12 إلى 34 نانومتر.
وعرضت صور المجهر الإلكتروني الماسح (FE-SEM) والمجهر الإلكتروني النافذ (TEM) أشكالًا كروية ذات حجوم تتراوح بين 21 و39 نانومتر، وأظهرت نتائج طيف (UV-Visible) قمم رنين بلازموني سطحي محلي (LSPR) بين 550 و1007 نانومتر وفجوة طاقة مباشرة تتراوح بين 2.792-2.878 الكترون فولت.
تقدم هذه الرسالة معلومات أساسية حول تصنيع المواد النانوية بالبلازما من خلال توضيح كيفية تأثير معلمات البلازما على خصائص التراكيب النانوية لتطبيقات البلازمونية والطاقة المتجددة.
Development and Characterization of an Underwater Plasma System for Preparing SiO2/Au Nanostructures
ABSTRACT
The underwater electrical exploding wire (UEEW) technique has been developed and used to produce SiO₂/Au nanostructures, and the Au plasma in SiO2 colloidal suspension. The plasma characteristics have been studied during the synthesis. The research has investigated the effect of current (100, 125, and 150 A) and SiO₂ mass (20, 25, and 30 mg) on plasma parameters (electron temperature Te and density ne). Furthermore, the nanostructures structural, morphological, and optical properties have been studied.
The study has used the optical emission spectroscopy (OES) to determine Te and ne through Boltzmann plots and Stark broadening. From which it has been noticed that the Te (up to 10.32 eV) and ne (up to 0.45×10¹⁸ cm⁻³) have increased with the applied current. The X-ray diffraction (XRD) analysis has shown that the nanostructures contain a face center cubic (FCC) Au structure with crystalline sizes ranging from 12 to 34 nm.
The field emission scanning electron microscopy (FESEM) and transmission electron microscopy (TEM) images has displayed spherical morphologies between 21 and 39 nm. The UV-Visible spectroscopy results has demonstrated localized surface plasmon resonance (LSPR) peaks between 550 and 1007 nm and a direct bandgap between 2.792-2.878 eV. The thesis delivers essential knowledge about plasma-driven nanofabrication through the demonstration of how process parameters determine Nanostructures properties for plasmonic and renewable energy applications.
