چکیده: در این پایان نامه تجربی به سنتز لایه های نازک و نانوپودر α-Fe2O3 به روش های اسپری پایرولیزیز و هیدروترمال پرداخته شد و ویژگی های ساختاری و نوری و مورفولوژی سطح نمونه ها مورد مطالعه قرار داده شد. برای مشخصه یابی نمونه ها از دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنج نوری (UV-Vis) و طیف سنج فوتولومینسانس (PL) و طیف سنج پراکنش انرژی (EDAX) استفاده شد. در سنتز به روش اسپری پایرولیزیز اثر غلظت محلول اولیه در نمونه ها مطالعه گردید. تحلیل الگوی XRD نمونه ها نشان داد اندازه متوسط بلورک ها با افزایش غلظت محلول اولیه افزایش می یابد. گاف نواری محاسبه شده نمونه ها از 3.57 به eV 2.09 کاهش یافت. مورفولوژی سطحی نیز افزایش تراکم ورقه ها و کاهش مرزهای بین دانه ای را نشان داد. در سنتز نمونه ها به روش هیدروترمال، اثرات دما، زمان فرایند هیدروترمال، نوع زیرلایه و سورفکتانت (SDS) بررسی شد. در بررسی تأثیر دمای فرایند، آنالیز الگوی XRD نشان دهنده بهبود بلورینگی با افزایش دما از 120 به °C180 بود. گاف نواری نمونه ها از 1.97 به eV 2.07 افزایش یافت. با افزایش زمان فراینداز 6 به 24 ساعت، اندازه متوسط بلورک ها از 32.35 به nm27.53 و گاف نواری نمونه ها نیز از 2.08 به eV 2.06 کاهش یافت. در بررسی اثر افزودن سورفکتانت، الگوی XRD کمترین اندازه بلورک را برای بیشترین مقدار سورفکتانت در محلول اولیه، نشان داد. برای کمترین و بیشترین مقدار SDS، گاف نواری به ترتیب 1.88 و eV1.93 تخمین زده شد. تحقیق ما نشان داد که زیرلایه بذری نسبت به زیرلایه شیشه ای، سبب رشد بهتر نمونه-ها می شود و اندازه متوسط بلورک ها از 29.69 به eV39.21 با استفاده از زیرلایه بذری افزایش می یابد. تصاویر FESEM رشد مورفلوژی نانو-برنج را برای نمونه های رشد یافته بر روی لایه بذری نشان داد. این نانو برنج ها دارای قطر میانگینی در حدود nm 30 بودند. الگوی XRD تشکیل α-Fe2O3 با ساختار بلوری شش گوشی را برای همه نمونه ها را نشان داد.