ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОРОЗМІРНОГО ОКСИДУ ЦИНКУ ОТРИМАНОГО ЕЛЕКТРОХІМІЧНИМ МЕТОДОМ
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2021.1.47-52Анотація
Для синтезу наноструктурованого ZnO було використано розроблений авторами електролітичний метод, перевагами якого є екологічність та економічність процесу, невисокі температури синтезу (20-98 °С) та відсутність потреби в застосуванні складного обладнання.
Розроблений метод дозволяє отримувати низькодисперсні матеріали різного елементного складу, зокрема, сполуки цинку – ZnO та гідроцинкіту, які вивчалися в цій роботі. Методом рентгено-структурного аналізу (РСА) встановлено, що для синтезованого ZnO притаманна гексагональна структура вюртциту P63mc, а для гідроцинкіту – моноклінна призматична структура C2/m. Дослідження синтезованих нанокристалів (НК) ZnO методом скануючої електронної мікроскопії показали, що для них притаманна форма стрижнів та «нанозірок», причому при збільшенні температури електроліту в процесі синтезу, концентрація останніх зростає. Водночас, згідно РСА при збільшенні температури електроліту концентрація гідроцинкіту в синтезованому порошку зменшується.
Встановлено, що технологічні параметри синтезу та наступного відпалу ZnO суттєво впливають на спектри фотолюмінесценції (ФЛ), зокрема, в роботі досліджено вплив на ФЛ збільшення концентрації кисню в електроліті. Показано, що продування через електроліт повітря в процесі синтезу ZnO приводить до зміни в останніх кількості фотогенеруючих дефектів VO+ та Oi, що проявляється в зміні інтенсивностей окремих смуг ФЛ. Зокрема, зареєстровано ріст інтенсивності смуги ~ 440 нм, яка зумовлена збільшенням кількості дефектів пов'язаних з включеннями оксигену (Оі) у ґратку ZnO та утворенням гідроцинкіту (Zn5(OH)6(CO3)2), формування останнього підтверджено РСА. Продемонстровано, що відпал синтезованого порошку, в процесі синтезу якого електроліт продувався повітрям, призводить до зростання на порядок інтенсивності екситонної смуги ZnO, що пояснено термічним розкладом гідроцинкіту до «активного» ZnO з досить розвинутою поверхнею. Продемонстровано, що отриманий люмінофор на основі нанокристалів ZnO, перекриває весь видимий спектр, що важливо для створення перспективних джерел білого світла.
В резонансних раманівських спектрах (lзбудж = 325 нм) відпалених ZnO зразків, проявляється лише один оптичний фонон 1-го порядку А1(LO) при ~ 573 см-1 та його обертони аж до 4-го порядку, що свідчить про високу кристалічну досконалість синтезованого ZnO.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензування
Стаття та будь-який пов’язаний з нею опублікований матеріал поширюється за ліцензією Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
Умови цієї ліцензії не впливають на права автора чи іншого творчого виконавця захищати цілісність і право власності на свою роботу.
Авторське право на макет журналу та обкладинки повністю належить ДВНЗ "Ужгородський національний університет".
Весь контент публікується добросовісно, і думки, висловлені авторами, є тільки їхніми та не обов’язково відображають точку зору ДВНЗ "Ужгородський національний університет".
Автори надають редакційно-видавничому відділу ДВНЗ "Ужгородський національний університет" ліцензію на публікацію статті та ідентифікують себе як першовидавця.
Авторське право
Авторські права на будь-яку статтю зберігаються за автором(ами).
Публікацію статті мають схвалити всі автори та відповідальні органи інститутів, в яких виконувалося дослідження, якщо такі є.
Автори можуть уповноважити одного зі своїх співавторів діяти від їхнього імені та бути автором-кореспондентом, який відповідає за листування з редакційною командою журналу.
Автори можуть надати будь-якій третій стороні право вільно використовувати статтю за умови зазначення авторів та належного оформлення цитування.