Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cấu trúc, tính chất quang và tính từ của các lớp mỏng CdS doped và co-doped Fe/Mn được chế tạo bằng phương pháp phun nhiệt biến đổi
Tóm tắt
Các lớp mỏng CdS được doped và co-doped với Fe và Mn đã được chế tạo bằng kỹ thuật phun nhiệt biến đổi và các lớp phim này đã được đặc trưng bằng phương pháp nhiễu xạ tia X, phân tích Raman laser, XPS, FESEM với EDAX, UV–Vis, PL, và VSM. Các thông số cấu trúc đã được xác định và bản chất tinh thể của các lớp mỏng đã được xác nhận thông qua các mẫu nhiễu xạ tia X. Các chế độ dao động phonon quang học khác nhau có trong các lớp mỏng đã được nghiên cứu bằng phân tích Raman laser. Phân tích XPS đã được sử dụng để nghiên cứu trạng thái liên kết của các electron ở các mức năng lượng khác nhau, và sự dịch chuyển năng lượng liên kết do doping trong các lớp mỏng cũng được xác định. Hình thái của các lớp mỏng đã được nghiên cứu bằng kỹ thuật FESEM và sự thay đổi trong hình thái do doping được thể hiện rõ trong các hình ảnh. Để xác định khoảng cách băng của vật liệu của các lớp mỏng trước và sau khi doping, các phổ hấp thụ UV–Vis đã được ghi lại bằng cách sử dụng quang phổ kế UV–Vis. Kết quả cho thấy khoảng cách băng đã được điều chỉnh nhờ vào quá trình doping. Nghiên cứu phổ PL và nghiên cứu VSM đã được sử dụng để nghiên cứu tính phát quang và tính từ, tương ứng, liên quan đến các nguyên tố doping. Sự hiện diện của tính chất từ yếu của các lớp mỏng bị doped cho thấy rằng các khuyết tật được tạo ra bởi các nguyên tố bị doping đã kích thích tính chất từ vĩnh cửu ngay cả trong lớp mỏng CdS.
Từ khóa
#CdS; lớp mỏng; doping; Fe; Mn; phương pháp phun nhiệt biến đổi; tính chất quang; tính từ; phân tích Raman laser; XPS; FESEM; UV–Vis; PL; VSM.Tài liệu tham khảo
M. Gilic, J. Trajic, N. Romcevic, M. Romcevic, D.V. Timotijevic, G. Stanisic, I.S. Yahia, Optical properties of CdS thin films. Opt. Mater. 35, 1112–1117 (2013)
Y. Chang-Feng, L. Yow-Jon, L. Chia-Jyi, W. Chi-Ann, Dependences of the structural, compositional and photoluminescent properties of electrodeposited CdS films upon thermal annealing. J. Lumin. 146, 109–113 (2014)
Y.X. Han, C.L. Yang, J.S. Yang, Effect of doping Fe and Si on electronic structure and optical properties of CdS. Phys. B 417, 17–23 (2013)
Pragati Kumar, Nupur Saxena, Ramesh Chandra, Vinay Gupta, Avinash Agarwal, Dinakar Kanjilal, Nanotwinning and structural phase transition in CdS quantum dots. Nanoscale Res. Lett. 584, 1–7 (2012)
B. Sajid, A. Nazar, N. Adnan, A. Zulfiqar, M. Asghri, Influence of film thickness and in-doping on physical properties of CdS thin films. J Alloys Compd. 587, 582–587 (2014)
V. Narasimman, V.S. Nagarethinam, K. Usharani, A.R. Balu, Structural, morphological, optical and electrical properties of spray deposited ternary CdZnS thin films int. J. Thin. Film. Sci. Technol. 5, 17–24 (2016)
S. Thanikaikarasan, T. Mahalingam, L. Soonil, L. Hanjo, S. Velumani, R. Jin-Koo, Electrosynthesis and studies on cadmium–iron–sulphide thin films. Mater. Sci. Eng., B 174, 231–235 (2010)
M. El-Hagary, E.R. Shaaban, M. Emam-Ismail, S. Althoyaib, Microstructural and optoelectronic properties of diluted magnetic semiconducting Cd1−xFexS nanocrystalline films. J. Alloys Compd. 520, 140–145 (2012)
C.A. Reddy, P. Sreehith, C.S. Reddy, P.S. Reddy, A.S. Reddy, Influence of Fe-doping concentration on microstructural and magnetic properties of Fe doped Cds thin films. Chalcogenide Lett. 13, 41–45 (2016)
Z.K. Heiba, M.M. Bakr, N.G. Imamc, Biphasic quantum dots of cubic and hexagonal Mn-doped CdS; necessity of Rietveld analysis. J. Alloys Compd. 618, 280–286 (2015)
N. Phasook, S. Kamoldirok, W. Yindeesuk, Optical properties of Mn-doped CdS thin films grown by the SILAR method. IOP Conf. Ser. J. Phys. Conf. Ser. 1144, 012009 (2018)
S. Aksu, E. Bacaksiz, M. Parlak, S. Yılmaz, I. Polat, M. Altunbas, M. Türksoy, R. Topkaya, K. Ozdogan, Structural, optical and magnetic properties of Mn diffusion-doped CdS thin films prepared by vacuum evaporation Mater. Chem. Phys. 130, 340–345 (2011)
G. Murali, D.A. Reddy, G. Giribabu, R.P. Vijayalakshmi, R. Venugopal, Room temperature ferromagnetism in Mn-doped CdS nanowires. J Alloys Compd. 581, 849–855 (2013)
S. Mohamed, M. Mona, A.M. El Sayed, Structural, optical, and photocatalytic properties of the spray deposited nanoporous CdS thin films; influence of copper doping, annealing, and deposition parameters. Mat. Sci. Semicon. Proc. 56, 329–343 (2016)
M. Ligang, A. Xiaoqian, W. Xiaoshan, Effect of substrate and Zn doping on the structural, optical and electrical properties of CdS thin films prepared by CBD method. J. Alloys and Compd. 691, 399–406 (2017)
A.J. Khimani, S.H. Chaki, T.J. Malek, J.P. Tailor, S.M. Chauhan, M.P. Deshpande, Cadmium sulphide (CdS) thin films deposited by chemical bath deposition (CBD) and dip coating techniques—a comparative study. Mater. Res. Express 5, 3 (2018)
S. Rondiya, A. Rokade, A. Funde, M. Kartha, H. Pathan, S. Jadkar, Synthesis of CdS thin films at room temperature by RF-magnetron sputtering and study of its structural, electrical, optical and morphology properties. Thin Solid Films 631, 41–49 (2017)
H.I. Salim, O.I. Olusola, A.A. Ojo, K.A. Urasov, M.B. Dergacheva, I.M. Dharmadasa, Electrodeposition and characterisation of CdS thin films using thiourea precursor for application in solar cells. J. Mater. Sci. Mater. El. 27, 6786–6799 (2016)
B. Neetu, G.C. Mohanta, K. Singh, Effect of Mn2+ and Cu2+ co-doping on structural and luminescent properties of ZnS nanoparticles. Ceram. Int. 43, 7193–7201 (2017)
G.S. Harish, P.S. Reddy, Synthesis and characterization of Ce Cu co-doped ZnS nanoparticles. Phys. B 473, 48–53 (2015)
L. Kewei, J.Y. Zhang, W. Xiaojie, L. Binghui, L. Bingsheng, L. Youming, F. Xiwu, S. Dezhen, Fe-doped and (Zn, Fe) co-doped CdS films: could the Zn doping affect, the concentration of Fe2+ and the optical properties? Phys. B 389, 248–251 (2007)
S. Yılmaz, S.B. Töreli, İ. Polat, M.A. Olgar, M. Tomakin, E. Bacaksız, Enhancement in the optical and electrical properties of CdS thin films through Ga and K co-doping. Mat. Sci. Semicon. Proc. 60, 45–52 (2017)
S. Yılmaz, Y. Atasoy, M. Tomakin, E. Bacaksız, Comparative studies of CdS, CdS: Al, CdS: Na and CdS:(Al–Na) thin films prepared by spray pyrolysis. Superlattice. Microst. 88, 299–307 (2015)
T. Sivaraman, V.S. Nagarethinam, A.R. Balu, Structural, morphological, optical and electrical properties of CdS thin films simultaneously doped with magnesium and chlorine. J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 1158–1164 (2016)
K. Karthik, S. Dhanuskodi, C. Gobinath, S. Prabukumar, S. Sivaramakrishnan, Andrographis paniculata extract mediated green synthesis of CdO nanoparticles and its electrochemical and antibacterial studies. J. Mater. Sci: Mater. Electron. 28, 1–11 (2017)
R. Sachin, R. Avinash, G. Bharat, P. Subhash, C. Madhavi, D. Abhijit, C. Minakshi, P. Habib, J. Sandesh, Effect of bath temperature on optical and morphology properties of CdS thin films grown by chemical bath deposition. Energy Procedia 110, 202–209 (2017)
M.F. Saleem, H. Zhang, Y. Deng, D. Wanga, Resonant Raman scattering in nanocrystalline thin CdS film. J. Raman Spectrosc. 48, 224–229 (2016)
A. Firdous, M.A. Baba, D. Singh, A.H. Bhat, Optical and impedance studies of pure and Ba doped ZnS quantum dot. Appl. Nanosci. 5, 201–206 (2015)
J. Tauc, Amorphous and liquid semiconductors (Plenum, New York, 1974)
R. Murugesan, S. Sivakumar, P. Anandan, M. Haris, Structural, optical and magnetic properties of Ba and Ni-doped CdS thin films prepared by spray pyrolysis method. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 28(17), 12432–12439 (2017)
Y. Belghazi, G. Schmerber, S. Colis, J.L. Rehspringer, A. Berrada, A. Dinia, Room-temperature ferromagnetism in Co-doped ZnO thin films prepared by sol-gel method. J. Magn. Magn. Mater. 310, 2092–2094 (2007)
A. Lewicki, A.I. Schinder, J.K. Furdyna, W. Giriat, Magnetic susceptibility of Zn1−xCoxS and Zn1−xCoxSe alloys. Phys. Rev. B. 40, 2379–2382 (1989)
Y.D. Reddy, D.S. Reddy, B.K. Reddy, R.V.S.S.N. Ravikumar, D.R. Reddy, DC-magnetic susceptibility and EPR studies of vapour phase grown Cd1−xCoxTe crystals. J. Alloys Compd. 470, 12–15 (2009)