Nghiên cứu cấu trúc, quang học và điện trên vật liệu lai của bạc sulfide được hình thành tại chỗ trong ma trận polymer tổng hợp

Springer Science and Business Media LLC - Tập 29 - Trang 1466-1475 - 2019
Shruti S. Devangamath1, Blaise Lobo1
1Department of Physics, Karnatak University’s Karnatak Science College, Dharwad, India

Tóm tắt

Các màng phim lai polymer hữu cơ - vô cơ đã được chế tạo, sử dụng hỗn hợp polyvinyl alcohol - polyethylene glycol làm ma trận hữu cơ. Các hạt bán dẫn bạc sulfide (Ag2S) đã được tổng hợp trong ma trận hỗn hợp polymer bằng phương pháp in-situ. Các màng phim lai polymer với các lượng khác nhau của Ag2S đã được chế tạo và đặc trưng hóa về cấu trúc, quang học và điện bằng các kỹ thuật đặc trưng hóa khác nhau, chẳng hạn như quang phổ phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM), quang phổ hấp thụ UV–Vis, và các nghiên cứu điện DC phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian. Tương tác liên kết hydro xảy ra giữa các nhóm hydroxyl (OH) và các nhóm carbonyl (C=O) của các phân tử polymer hỗn hợp với ion Ag+ của chất độn Ag2S, cho thấy sự hình thành phức giữa ma trận polymer và chất độn, điều này được xác nhận bởi kỹ thuật FTIR. Kết quả XRD cho thấy sự hiện diện của các đỉnh pic đa dạng bổ sung (so với màng phim hỗn hợp nguyên chất) tương ứng với hệ tinh thể hình thoi αʹ-Ag2S. Sự thay đổi trong mức độ kết tinh (%C) được quan sát thấy ở các màng phim lai với các lượng khác nhau của Ag2S, cho thấy giá trị cao nhất là 18,2% cho màng phim chứa 0,372 g Ag2S, khi so sánh với 13,45% (%C) cho màng phim hỗn hợp nguyên chất. Phân bố đồng đều của các hạt nano Ag2S trong ma trận hỗn hợp polymer được tiết lộ qua phân tích SEM cho màng phim lai chứa 0,372 g Ag2S. Các nghiên cứu hấp thụ UV–Vis cho thấy nhiều đỉnh hấp thụ do chất độn bổ sung. Giá trị điện trở ở nhiệt độ phòng cao nhất đạt được là 9,40 × 10−7 S/cm cho màng phim lai chứa 0,372 g Ag2S. Các giá trị số chuyển giao (tion và tele) trong các nghiên cứu điện phụ thuộc thời gian chỉ ra rằng độ dẫn điện trong màng phim hỗn hợp nguyên chất cũng như các màng phim lai chủ yếu do các ion gây ra.

Từ khóa

#màng phim lai polymer #bạc sulfide #tương tác liên kết hydro #quang phổ FTIR #nhiễu xạ tia X

Tài liệu tham khảo

K. Akamatsu, S. Takei, M. Mizuhata, A. Kajinami, S. Deki, S. Takeoka, M. Fujii, S. Hayashi, K. Yamamoto, Thin Solid Films 359, 55 (2000) G.A.M. -Castanon, M.G.S. -Loredo, H.J. Dorantes, J.R. M.-Mendoza, G.O. Zarzosa, F. Ruiz, Mater. Lett. 59, 529 (2005) A.B. Gordienko, Yu.N. Zhuravlev, D.G. Fedorov, Russ. Phys. J. 49(8), 893 (2006) D. Karashanova, K. Starbova, N. Starbov, J. Optoelectron. Adv. Mater. 5(4), 903 (2003) P.N. Joshi, Res. Rev. 5(1), 3 (2016) H.M. -Maghraoui, M. Dachraoui, S. Belgacem, K.D. Buhre, R. Kunst, P. Cowache, D. Lincot, Thin Solid Films 288, 217 (1996) R. Liu, Materials 7, 2747 (2014) S. HaiZhu, Y. Bai, Sci. China Ser E-Technol. Sci. 51(11), 1886 (2008) S.Y. Yeo, W.L. Tan, M. Abu Bakar, J. Ismail, Polym. Degrad. Stab. 95(8), 1299 (2010) A.M. Magerramov, M.A. Ramazanov, S.G. Nuriyeva, F.V. Hajiyeva, U.A. Hasanova, J. Optoelectron. Biomed. Mater. 7(2), 39 (2015) X.F. Qian, J. Yin, S. Feng, S.H. Liu, Z.K. Zhu, J. Mater. Chem. 11, 2504 (2001) B. Yeole, T. Sen, D. Hansora, S. Mishra, Am. J. Sens. Technol. 4(1), 10 (2017) R. Vijaya Kumar, O. Palchik, Yu Koltypin, Y. Diamant, A. Gedanken, Ultrason. Sonochem. 9, 65 (2002) S.B. Aziz, M.A. Rasheed, A.M. Hussein, H.M. Ahmed, Mater. Sci. Semicond. Process. 71, 197 (2017) K. Kannan, L. Guru Prasad, S. Agilan, N. Muthukumarasamy, Optik 170, 10 (2018) A. Saini, J. Sharma, R. Rozra, S. Dhiman, P.K. Aggarwal, Sharma, J. Appl. Polym. Sci. 132(34), 42464 (2015) 1–8) O.G. Abdullah, D.A. Tahir, K. Kadir, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26(9), 6939 (2015) A. Tawab, M.M. Magida, S.M. Ibrahim, Effect J. Polym. Environ. 19, 440 (2011) R.F. Bhajantri, V. Ravichandrachary, A. Harisha, V. Crasta, S.P. Nayak, B. Poojary, Polymer 47, 3591 (2006) Bokobza, Polymers 10(7), 1 (2018) C.O. Dinc, A. Guner, Bulg. Chem. Commun. 49, 15 (2017) S.M. Korbag, Saleh, Int. J. Environ. Stud. 73(2), 226 (2016) W. Cho, J.H. So, Mater. Lett. 60, 2653 (2006) R. Zamiri, H.A. Ahangar, A. Zakaria, G. Zamiri, M. Shabani, B. Singh, J.M.F. Ferreira, Chem. Cent. J. (2015). https://doi.org/10.1186/s13065-015-0099-y X.D. Ma, X.F. Qian, J. Yin, Z.K. Zhu, J. Mater. Chem. 12, 663 (2002) P. Patil, N.J. Gaikwad, Braz. J. Pharm. Sci. 47(1), 161 (2011) S.K. Nagaraj, S. Shivanna, N.K. Subramani, H. Siddaramaiah, Res. Rev. 4(4), 1 (2016) S. Kashida, N. Watanabe, T. Hasegava, H. Iida, M. Mori, S. Savrasov, Solid State Ionics 158, 167 (2003) R. Sadanaga, S. Sueno, Miner. J. 5(2), 124 (1967) B.M. Baraker, B. Lobo, Mapana J. Sci. 16(1), 45 (2017) E.M. Abdelrazek, A.M. Abdelghany, S.I. Badr, M.A. Morsi, J. Mater. Res. Technol. 7(4), 419 (2018) E. Segerman, P.G. Stern, Nature 210, 1258 (1966) T.R. Rao, I. Omkaram, B. Sumalatha, K.V. Brahmam, C. L. Raju, Ionics 18, 695 (2012) R. Chen, N.T. Nuhfer, L. Moussa, H.R. Morris, P.M. Whitmore, Nanotechnology 19(11), 455604 (2008) F. Mott, E. Davis, Electronic Processes in Non-Crystalline Materials, 2nd edn. (Oxford University Press, New York, 1971), pp. 273–284 T. Ramesan, K. Surya, J. Appl. Polym. Sci. 133(22), 43496 (2016) 1–8) M.T. Jayakrishnan, Ramesan, J. Inorg. Organomet. Polym. 27(1), 323 (2017) P.B. Hammannavar, B. Lobo, IOSR-J. Appl. Phys. 9(6), 13 (2017) T.G. Schaaff, A.J. Rodinone, J. Phys. Chem. B 107, 10416 (2003) M.S.L. Velzquez, R. Irizarry, M.E.C. Rosario, J. Phys. Chem. C 114, 5839 (2010) M. Watanabe, K. Sanui, N. Ogata, F. Inoue, T. Kobayashi, Z. Ohtaki, Polymer J. 16(9), 711 (1984) S. Miyatani, J. Phys. Soc. Japan. 10(9), 786 (1955) M.H. Hebb, J. Chem. Phys. 20(1), 185 (1952) C. Wagner, 7th Meeting of the International Committee of electrochemical Thermodynamics and Kinetics (Butterworths, London, 1956)