Получение и излучательные свойства наноразмерного оксида цинка
Închide
Articolul precedent
Articolul urmator
736 11
Ultima descărcare din IBN:
2024-04-17 14:57
SM ISO690:2012
ГОГЛИДЗЕ, Татьяна, ДЕМЕНТЬЕВ, Игорь, ГОНЧАРЕНКО, Евгений , КОВАЛЬ, Андрей , ИНКУЛЕЦ, Ион , НЕДЕЛОГЛО, Дмитрий. Получение и излучательные свойства наноразмерного оксида цинка. In: Integrare prin cercetare şi inovare.: Ştiinţe ale naturii şi exacte, 10-11 noiembrie 2015, Chișinău. Chisinau, Republica Moldova: Universitatea de Stat din Moldova, 2015, R, SNE, pp. 159-162.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Integrare prin cercetare şi inovare.
R, SNE, 2015
Conferința "Integrare prin cercetare şi inovare"
Chișinău, Moldova, 10-11 noiembrie 2015

Получение и излучательные свойства наноразмерного оксида цинка


Pag. 159-162

Гоглидзе Татьяна, Дементьев Игорь, Гончаренко Евгений , Коваль Андрей , Инкулец Ион , Неделогло Дмитрий
 
Молдавский Государственный Университет
 
 
Disponibil în IBN: 11 noiembrie 2019


Rezumat

В последние десятилетия особое внимание уделяется получению высокодисперсных форм соединения ZnO в виде наночастиц, стержней, пленок [1]. Существует ряд методов получения высокодисперсных форм оксида цинка: такие как гидротермальный синтез, метод химического осаждения из водных растворов и метод изовалентного замещения. Наиболее простыми, не требующими сложного оборудования и больших энергозатрат, являются гидротермальный синтез и метод химического осаждения из водных растворов. Гидротермальный синтез – это метод получения различных химических соединений в закрытых системах, в которых синтез протекает в водных растворах при температурах свыше 100°С и давлениях выше атмосферного. Такие условия синтеза тормозят процессы разрастания кристаллов и способствуют формированию частиц значительно меньших размеров по сравнению с обычными химическими методами. Гидротермальный синтез осуществляется в автоклавах, представляющих собой герметичные стальные цилиндры, способные выдерживать высокие температуры и давления [2]. В настоящем сообщении приводятся результаты исследования при комнатной температуре спектров фотолюминесценции (ФЛ) в видимой области спектра наноразмерных порошков ZnO, полученных перечисленными выше методами. Возбуждение ФЛ осуществлялось излучением азотного лазера ИЛГИ-503 с длиной волны 337,1 нм.Гидротермальный синтез нанопорошков ZnO проводился при температурах от 120°С до 180°С. В качестве исходных веществ были использованы азотнокислый цинк Zn(NO3)2 и уротропин C6H12N4, при равных концентрациях реагентов. Длительность синтеза составляла 2 часа. Химическое осаждение оксида цинка осуществлялось из тех же растворов, что и гидротермальный синтез, и проводилось в два этапа: первый этап проводился при комнатной температуре в течение от 5 до 15 суток, второй этап – при температуре 120°С в течение от 1,5 до 2 часов. К концу второго этапа завершалось полное осаждение порошка ZnO. Спектральное распределение интенсивности ФЛ полученных порошков представлено на Рис. 1. Видно, что на порошках, полученных гидротермальным методом, наблюдается характерное для порошкообразного ZnO излучение с максимальной интенсивностью при λ = (380-390) нм и широкая полоса излучения в видимом диапазоне длин волн [3]. Для химически осажденных порошков наблюдается ФЛ в «зеленой» области спектра, обусловленная вакансиями цинка и хемисорбированным кислородом, наличие которых можно объяснить технологией получения [3]. Для оценки геометрических размеров частиц измерялись спектры пропускания и оптической плотности на пленочных образцах, осажденных на стеклянные и кварцевые подложки. Измерения проводились в диапазоне длин волн от 200 до 1100 нм на установке Cary UV60. Характерным для оптических спектров является спад в области длин волн λ = (335-340) нм. Энергия, рассчитанная по этим спектрам (Eg = 3,62 ÷ 3,69 эВ), несколько превышает ширину запрещенной зоны монокристаллического оксида цинка (Eg = 3,43 эВ). Рассчитанная по наблюдаемому «коротковолновому» сдвигу [4] средняя величина частиц составила (1,5÷2) нм.Для получения порошкообразного ZnO методом изовалентного замещения исходным материалом служил порошок ZnS, химически осажденный из водного раствора соли цинка и тиомочевины. Оксид цинка синтезировали путем термического отжига порошка сульфида цинка на воздухе в интервале температур от 850°С до 1100°С в течение (1,5÷2) часов. В результате отжига происходит замещение атомов серы атомами кислорода с образованием оксида цинка [5]. Полученный по такой методике мелкодисперсный порошок ZnO обладал параметрами решетки a0 = 0,324 нм и с0 = 0,520 нм, рассчитанными с помощью рентгенофазного анализа, проводившегося на дифрактометре «Дрон-3» (Рис. 2). Спектр ФЛ порошка, синтезированного методом изовалентного замещения (Рис. 3), состоит из двух характерных для оксида цинка полос излучения – ультрафиолетовой с максимумом при 390 нм и видимой с λm = 487 нм с перегибом при длине волны равной 520 нм. По-видимому, полоса ультрафиолетового излучения имеет экситонную природу [3]. Наличие полосы зеленого излучения с λm = (485÷520) нм, очевидно, связано с вакансиями кислорода. Авторы [3, 6] связывают ее с однократно заря Таким образом, полученные результаты исследования показывают, что наиболее перспективными методами получения наноразмерного оксида цинка с хорошими люминесцентными свойствами являются гидротермальный синтез и метод изовалентного замещения. Полученные этими методами порошки с наноразмерными частицами могут найти применение в коротковолновой оптоэлектронике, солнечной энергетике и других областях практического использования.