Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự biến đổi của các tính chất cấu trúc và quang học của bột ZnO nano và submicron bằng cách thay đổi điều kiện tổng hợp solvothermal
Tóm tắt
Các hạt ZnO nano (30–60 nm) và submicron (100–350 nm) được tổng hợp bằng phương pháp solvothermal ở 200 °C từ dung dịch ethanol của việc sử dụng dihydrat acetate kẽm, áp dụng các điều kiện phản ứng khác nhau, tức là, giá trị pH của tiền chất và thời gian phản ứng. Các phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi quét phát xạ trường (FESEM), kính hiển vi electron truyền qua (TEM), phản xạ khuếch tán UV–vis (DR), phổ Raman và phổ phát quang (PL) đã được sử dụng để xác định các bột ZnO được tổng hợp. Kết quả cho thấy rằng các tính chất cấu trúc, hình thái và quang học phần lớn được xác định bởi các điều kiện phản ứng trong quá trình tổng hợp solvothermal. Tính tinh thể của hạt cải thiện khi giá trị pH giảm và/hoặc thời gian phản ứng tăng. Phân tích phổ Raman và PL cho thấy các vị trí oxy là các khuyết tật nội tại chiếm ưu thế trong các bột ZnO tổng hợp bằng phương pháp solvothermal. Đã quan sát thấy rằng nồng độ của các khuyết tật trong mạng tinh thể ZnO dạng wurtzite thay đổi nhẹ với sự biến đổi của giá trị pH của tiền chất và thời gian phản ứng solvothermal. Mối tương quan giữa độ định hình cấu trúc và cấu trúc khuyết tật của các hạt cũng như các quá trình phát triển tương ứng đã được thảo luận.
Từ khóa
#ZnO nano #bột ZnO submicron #tổng hợp solvothermal #tính chất quang học #khuyết tật nội tạiTài liệu tham khảo
Cai JW, Xu JP, Zhang XS, Niu XP, Xing TY, Ji T, Li L (2012) Defect-related visible luminescence of ZnO nanorods annealed in oxygen ambient. Optoelectronics Lett 8:4–8
Cusco R, Alarcon-Llado E, Ibanez J, Artus L, Jimenez J, Wang B, Callahan MJ (2007) Temperature dependence of Raman scattering in ZnO. Phys Rev B 75:165202
Djurišić A, Leung YH (2006) Optical properties of ZnO nanostructures. Small 2:944–961
Djurišić AB, Leung YH, Tam KH, Ding L, Gem WK, Chen HY, Gwo S (2006) Green, yellow and orange defect emission from ZnO nanostructures: influence of excitation wavelength. Appl Phys Lett 88:103107
Dutta S, Chattopadhyay S, Sarkar A, Chakrabarti M, Sanyal D, Jana D (2009) Role of defects in tailoring structural, electrical and optical properties of ZnO. Prog Mater Sci 54:89–136
Garvey RG (1986) LSUCRIPC least-squares unit-cell refinement with indexing on the personal computer. Powder Diffr 1:114–116
Ghosh S, Khan GG, Varma S, Mandal K (2013) Influence of film thickness and oxygen partial pressure on cation-defect induced intrinsic ferromagnetic behavior in luminescent P-type Na-Doped ZnO thin films. ACS Appl Mater Interfaces 5:2455–2461
Greene LE, Law M, Goldberger J, Kim F, Johnson JC, Zhang Y, Saykally RJ, Yang P (2003) Low-Temperature wafer-scale production of ZnO nanowire arrays. Angew Chem Int Ed 42:3031–3034
Jagadish C, Pearton SJ (2006) Zinc Oxide bulk, thin films and nanostructures. Elsevier, New York
Janotti A, Van de Walle CG (2007) Native point defects in ZnO. Phys Rev B 76:165202
Janotti A, Van de Walle CG (2009) Fundamentals of zinc oxide as a semiconductor. Rep Prog Phys 72:126501
Kumar SS, Venkateswarlu P, Rao VR, Rao GN (2013) Synthesis, characterization and optical properties of ZnO nanoparticles. Int Nano Lett 3:30
Lin KF, Cheng HM, Hsu HC, Lin JL, Hsieh WF (2005) Band gap variation of size-controlled ZnO quantum dots synthesized by sol-gel method. Chem Phys Lett 409:208–211
Luković Golić D, Branković G, Počuča-Nešić M, Vojisavljević K, Rečnik A, Daneu N, Bernik S, Šćepanović M, Poleti D, Branković Z (2011) Structural characterization of self-assembled ZnO nanoparticles obtained by the sol-gel method from Zn(CH3COO)2·2H2O. Nanotechnology 22:395603
Luković Golić D, Branković Z, Daneu N, Bernik S, Branković G (2012) Solvothermal syntheses of nano- and micro-sized ZnO powders with a controllable morphology. J Sol-Gel Sci Technol 63:116–125
Mang A, Reimann K, Rübenacke St (1995) Band gaps, crystal-field splitting, spin-orbit coupling, and exciton binding energies in ZnO under hydrostatic pressure. Solid State Commun 94:251–254
Mhlongo GH, Motaung DE, Nkosi SS, Swart HC, Malgas GF, Hillie KT, Mwakikunga BW (2014) Temperature-dependence on the structural, optical and paramagnetic properties of ZnO nanostructures. Appl Surf Sci 293:62–70
Motaung DE, Mhlongo GH, Nkosi SS, Malgas GF, Mwakikunga B, Coetsee E, Swart HC, Abdallah HMI, Moyo T, Ray SS (2014) Shape-selective dependence of room temperature ferromagnetism induced by hierarchical ZnO-nanostructures. ACS Appl Mater Interfaces 6:8981–8995
Nickel NH, Terukov E (2005) Zinc Oxide—A material for micro- and optoelectronic applications. Springer, Netherlands
Panigrahy B, Aslam M, Misra DS, Ghosh M, Bahadur D (2010) Defect-Related emission and magnetization properties of ZnO nanorods. Adv Funct Mater 20:1161–1165
Roth AP, Webb JB, Williams DF (1982) Band-gap narrowing in heavily defect doped ZnO. Phys Rev B 25:7836–7839
Šćepanović M, Grujić Brojčin M, Vojisavljević K, Bernik S, Srećković T (2010) Raman study of structural disorder in ZnO nanopowders. J Raman Spectrosc 41:914–921
Šćepanović M, Grujić Brojčin M, Vojisavljević K, Srećković T (2011) Defect induced variation in vibrational and optoelectronic properties of nanocrystalline ZnO powders. J Appl Phys 109:034313
Shim ES, Kang HS, Pang SS, Kang JS, Yun I, Lee SY (2003) Annealing effect on the structural and optical properties of ZnO thin film on InP. Mater Sci Eng B-Adv 102:366–369
Sim AYL, Goh GKL, Tripathy S, Andeen D, Lange FF (2007) Photoluminescence of hydrothermally epitaxied ZnO films. Electrochim Acta 52:2933–2937
Spanhel L, Anderson M (1991) Semiconductor clusters in the sol-gel process: quantized aggregation, gelation, and crystal growth in concentrated ZnO colloids. J Am Chem Soc 113:2826–2833
Studenikin SA, Golego N, Cocivera M (1998) Fabrication of green and orange photoluminescent, undoped ZnO films using spray pyrolisis. J Appl Phys 84:2287
Wang HQ, Wang GZ, Jia LC, Tang CJ, Li GH (2007) Polychromatic visible photoluminescence in porous ZnO nanotubes. J Phys D Appl Phys 40:6549–6553
Wood DL, Tauc J (1972) Weak absorption tails in amorphous semiconductors. Phys Rev B 5:3144–3151
Wu L, Wu Y, Pan X, Kong F (2006) Synthesis of ZnO nanorod and the annealing effect on its photoluminescence property. Opt Mater 28:418–422