zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1542Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESСтруктурные, оптические и фотолюминесцентные исследования жидкокристаллических соединений р(-п-децилокси)бензойной кислоты с дисперсными наночастицами ZnOStructural, Optical, and Photoluminescence Studies of ZnO Dispersed p(-n-Decyloxy) Benzoic Acid Liquid Crystalline CompoundsJayapradaP.JayapradaP.

Виджаявада

Vijayawada

RaoM. C.RaoM. C.

Виджаявада

Vijayawada

VasundharaB.VasundharaB.

Вишакхапатнам

Vishakhapatnam

RaoG. M.RaoG. M.

Вишакхапатнам

   

Vishakhapatnam

prof.mrnrao@andhrauniversity.edu.inMohanN. K.MohanN. Krishna

Мовва

Movva

ManepalliR. K. N. R.ManepalliR. K. N. R.

Вишакхапатнам

Vishakhapatnam

Колледж Марис СтеллаMaris Stella CollegeКолледж Андхра ЛойолаAndhra Loyola CollegeУниверситет ГитамаGITAM UniversityУниверситет АндхраAndhra UniversityКолледж Н. Кришна МоханN. Krishna Mohan202429042024912316316Copyright © Jayaprada P., Rao M.C., Vasundhara B., Rao G.M., Mohan N.K., Manepalli R., 20242024Jayaprada P., Rao M.C., Vasundhara B., Rao G.M., Mohan N.K., Manepalli R.Jayaprada P., Rao M.C., Vasundhara B., Rao G.M., Mohan N., Manepalli R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1542

Исследованы структурные, оптические и фотолюминесцентные свойства жидкокристаллических (ЖК) соединений п(-н-децилокси)бензойной кислоты (10ОБК) с 1 мас.% дисперсных наночастиц (НЧ) ZnO. Образцы охарактеризованы методами рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), поляризационной оптической микроскопии (ПOM), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), УФ-видимой спектроскопии и фотолюминесценции (ФЛ). По данным рентгеноструктурного анализа, дифракционные пики при 36.2, 42.5, 61.3 и 73.2° хорошо разрешены, что указывает на присутствие НЧ ZnO размером 65 нм. СЭМ-исследования выявили равномерную дисперсию и наличие в образцах НЧ ZnO. С помощью ПОМ при пониженной температуре наблюдались текстурные изображения различных фаз (нематической, смектической)  ЖК-соединений 10ОБК (чистого и с 1 мас.% дисперсных НЧ ZnO). По термограммам ДСК оценены температуры фазовых переходов и соответствующие значения энтальпии. Ширина запрещенной зоны уменьшается для ЖК 10ОБК + 1 мас.% НЧ ZnO и составляет 3.25 эВ по сравнению с 4.25 эВ для чистого ЖК 10ОБК. Исследования ФЛ показали наличие максимума при 616 нм из-за точечных дефектов в запрещенной зоне, таких как вакансии и междоузлия, известных как эмиссия с глубоких уровней.

The main theme of the paper was focussed on  the preparation, structural, optical and photoluminescence studuies of p(-n-decyloxy) benzoic acid (10OBA) liquid crystalline (LC) compounds with 1 wt% dispersed ZnO nanoparticles (NPs). The prepared samples were subsequently characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), optical polarizing microscopy (POM), differential scanning calorimetry (DSC), UV-Visible spectroscopy, and photoluminescence (PL) studies. From the XRD, the diffraction peaks observed at 36.2, 42.5, 61.3, and 73.2o were well resolved, indicating the presence ZnO NPs and the particle size was found to be 65 nm. SEM studies revealed the uniform dispersion and the presence of ZnO NPs in the samples. The textural images of different phases (nematic, smectic) of liquid crystalline compounds of 10OBA pure and 10OBA with 1 wt% dispersed ZnO NPs were observed through the POM with reduced temperature. From the DSC thermograms, the phase transition temperatures and the correponding enthalpy values were estimated. The bandgap reduces for 10OBA LC compound with the dispersion of 1 wt% ZnO NPS and it is estimated as 3.25 eV compared with 4.25 eV for the undoped 10OBA LC compound. PL studies showed the presence of the peak at 616 nm owing to the presence of point defects within the bandgap-like vacancies and interstitials known as deep-level emission.

10ОБКнаночастица ZnOрентгеновская дифракциясканирующая электронная микроскопияполяризационная оптическая микроскопиядифференциальная сканирующая калориметрияфотолюминесценция10OBAZnO nanoparticlesX-ray diffractionscanning electron microscopyoptical polarizing microscopydifferential scanning calorimetryphotoluminescenceReferencesE. B. Priestly, P. J. Wojtowicz, P. Sheng, Introduction to Liquid Crystals, N. J. Princeton, RCA Laboratories (1974).E. B. Priestly, P. J. Wojtowicz, P. Sheng, Introduction to Liquid Crystals, N. J. Princeton, RCA Laboratories (1974).H. Eskalen, S. Ozan, U. Alver, S. Kerl, Acta Phys. Pol. A, 127, No. 3, 756–761 (2015).H. Eskalen, S. Ozan, U. Alver, S. Kerl, Acta Phys. Pol. A, 127, No. 3, 756–761 (2015).D. A. Dummur, M. R. Manterfield, W. H. Miller, J. K. Dunleavy, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 45, No. 1, 127–134 (1978).D. A. Dummur, M. R. Manterfield, W. H. Miller, J. K. Dunleavy, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 45, No. 1, 127–134 (1978).N. J. Mottram, C. M. Care, D. J. Cleaver, Phys. Rev., 74, 041703 (2006).N. J. Mottram, C. M. Care, D. J. Cleaver, Phys. Rev., 74, 041703 (2006).G. K. Auernhammer, J. B. Zhao, D. Ullrich Vollmer, Eur. Phys. J. E, 30, 387–394 (2009).G. K. Auernhammer, J. B. Zhao, D. Ullrich Vollmer, Eur. Phys. J. E, 30, 387–394 (2009).D. Sikharulidze, Appl. Phys. Lett., 86, 033507 (2005).D. Sikharulidze, Appl. Phys. Lett., 86, 033507 (2005).T. Hegmann, H. Qi, B. Kinkead, V. M. Marx, H. Girgis, P. A. Heiney, Can. J. Met. Mater. Sci., 48, No. 1, 1–8 (2009). 316-8T. Hegmann, H. Qi, B. Kinkead, V. M. Marx, H. Girgis, P. A. Heiney, Can. J. Met. Mater. Sci., 48, No. 1, 1–8 (2009). 316-8P. Martinot-Lagarde, G. Durand, J. Phys., 42, 269–275 (1981).P. Martinot-Lagarde, G. Durand, J. Phys., 42, 269–275 (1981).J. C. Nie, J. Y. Yang, Y. Piao, H. Li, Y. Sun, Q. M. Xue, C. M. Xiong, R. F. Dou, Q. Y. Tu, Appl. Phys. Lett., 93, 173104 (2008).J. C. Nie, J. Y. Yang, Y. Piao, H. Li, Y. Sun, Q. M. Xue, C. M. Xiong, R. F. Dou, Q. Y. Tu, Appl. Phys. Lett., 93, 173104 (2008).X. D. Li, T. P. Chen, P. Liu, Y. Liu, K. C. Leong, Opt. Express, 21, 14131–14138 (2013).X. D. Li, T. P. Chen, P. Liu, Y. Liu, K. C. Leong, Opt. Express, 21, 14131–14138 (2013).A. L. Schoenhalz, J. T. Arantes, A. Fazzio, G. M. Dalpian, J. Phys. Chem. C, 114, 18293–18297 (2010).A. L. Schoenhalz, J. T. Arantes, A. Fazzio, G. M. Dalpian, J. Phys. Chem. C, 114, 18293–18297 (2010).M. Rahmanand, W. J. Lee, Phys. D: Appl. Phys., 42, 063001 (2009).M. Rahmanand, W. J. Lee, Phys. D: Appl. Phys., 42, 063001 (2009).A. K. Misra, A. K. Srivastava, J. P. Shukla, R. Manohar, Phys. Scr., 78, 065602 (2008).A. K. Misra, A. K. Srivastava, J. P. Shukla, R. Manohar, Phys. Scr., 78, 065602 (2008).A. I. Allagulov, S. A. Pikin, V. G. Chigrinov, Liq. Cryst., 5, 1099–1105 (1989).A. I. Allagulov, S. A. Pikin, V. G. Chigrinov, Liq. Cryst., 5, 1099–1105 (1989).M. Zennyoji, J. Yokoyama, Y. Takanishi, K. Ishikawa, H. Takezoe, K. Itoh, Jpn. J. Appl. Phys., 37, 6071–6076 (1998).M. Zennyoji, J. Yokoyama, Y. Takanishi, K. Ishikawa, H. Takezoe, K. Itoh, Jpn. J. Appl. Phys., 37, 6071–6076 (1998).S. T. Lagerwall, Ferroelectric and Anti-Ferroelectric Liquid Crystals, Wilhelm, Wiley-VCH, 200 (1999).S. T. Lagerwall, Ferroelectric and Anti-Ferroelectric Liquid Crystals, Wilhelm, Wiley-VCH, 200 (1999).P. C. Wu, S. Y. Yang, W. Lee, J. Mol. Liq., 218, 150–155 (2016).P. C. Wu, S. Y. Yang, W. Lee, J. Mol. Liq., 218, 150–155 (2016).S. Tomylko, O. Yaroshchuk, O. Kovalchuk, U. Maschke, R. Yamaguchi, Ukr. J. Phys., 5, 239–243 (2012).S. Tomylko, O. Yaroshchuk, O. Kovalchuk, U. Maschke, R. Yamaguchi, Ukr. J. Phys., 5, 239–243 (2012).U. B. Singh, R. Dhar, R. Dabrowski, M. B. Pandey, Liq. Cryst., 41, 953–959 (2014).U. B. Singh, R. Dhar, R. Dabrowski, M. B. Pandey, Liq. Cryst., 41, 953–959 (2014).U. B. Singh, R. Dhar, R. Dabrowski, M. B. Pandey, Liq. Cryst., 40, 774–782 (2013).U. B. Singh, R. Dhar, R. Dabrowski, M. B. Pandey, Liq. Cryst., 40, 774–782 (2013).V. E. Henrich, P. A. Cox, The Surface Science of Metal Oxides, Cambridge University Press, Cambridge (1994).V. E. Henrich, P. A. Cox, The Surface Science of Metal Oxides, Cambridge University Press, Cambridge (1994).H. Cao, J. Y. Xu, D. Z. Zhang, S. H. Chang, S. T. Ho, E. W. Seelig, X. Liu, R. P. H. Chang, Phys. Rev. Lett., 84, 5584–5587 (2000).H. Cao, J. Y. Xu, D. Z. Zhang, S. H. Chang, S. T. Ho, E. W. Seelig, X. Liu, R. P. H. Chang, Phys. Rev. Lett., 84, 5584–5587 (2000).Y. Yu, L. Y. Zhang, J. Wang, Z. Yang, M. C. Long, N. T. Hu, Y. F. Zhang, Nanoscale Res. Lett., 7, 347–351 (2012).Y. Yu, L. Y. Zhang, J. Wang, Z. Yang, M. C. Long, N. T. Hu, Y. F. Zhang, Nanoscale Res. Lett., 7, 347–351 (2012).S. K. Gupta, A. Joshi, M. Kaur, J. Chem. Sci., 122, 57–62 (2010).S. K. Gupta, A. Joshi, M. Kaur, J. Chem. Sci., 122, 57–62 (2010).Z. Fan, J. G. Lu, IEEE, 2, 834–836 (2005).Z. Fan, J. G. Lu, IEEE, 2, 834–836 (2005).Z. Fan, J. G. Lu, IEEE Trans. Nanotech., 5, 293–303 (2006).Z. Fan, J. G. Lu, IEEE Trans. Nanotech., 5, 293–303 (2006).Z. Zhao, W. Lei, X. Zhang, B. Wang, H. Jian, Sensors, 10, 1216–1231 (2010).Z. Zhao, W. Lei, X. Zhang, B. Wang, H. Jian, Sensors, 10, 1216–1231 (2010).S. Rihana Banu, C. M. Subhan, R. Dinesh, K. Fakruddin, J. Mol. Cryst. Liq. Cryst., 665, 238–247 (2018).S. Rihana Banu, C. M. Subhan, R. Dinesh, K. Fakruddin, J. Mol. Cryst. Liq. Cryst., 665, 238–247 (2018).R. K. N. R. Manepalli, G. Giridhar, P. Pardhasaradhi, Mater. Today Proc., 15, 2666–2676 (2018).R. K. N. R. Manepalli, G. Giridhar, P. Pardhasaradhi, Mater. Today Proc., 15, 2666–2676 (2018).A. Sharma, P. Malik, R. Dhar, P. Kumar, Bull. Mater. Sci., 42, 206–215 (2019).A. Sharma, P. Malik, R. Dhar, P. Kumar, Bull. Mater. Sci., 42, 206–215 (2019).A. V. Dijken, E. Meulenkamp, D. Vanmaekelbergh, A. Meijerink, J. Phys. Chem. B, 104, 1715–1723 (2000).A. V. Dijken, E. Meulenkamp, D. Vanmaekelbergh, A. Meijerink, J. Phys. Chem. B, 104, 1715–1723 (2000).N. F. Mott, E. A. Davis, Electronic Processes in Non-Crystalline Materials, 2th ed., Clarendon Press, Oxford (1979).N. F. Mott, E. A. Davis, Electronic Processes in Non-Crystalline Materials, 2th ed., Clarendon Press, Oxford (1979).G. Yadav, M. Kumar, A. Srivastava, R. Manohar, Chin. J. Phys., 57, 82–89 (2019).G. Yadav, M. Kumar, A. Srivastava, R. Manohar, Chin. J. Phys., 57, 82–89 (2019).S. A. Kadinskaya, V. M. Kondratev et al., Nanomaterials, 13, No. 1, 58 (2023).S. A. Kadinskaya, V. M. Kondratev et al., Nanomaterials, 13, No. 1, 58 (2023).F. Oba, S. R. Nishitani, S. Isotani, H. Adachi, I. Tanaka, J. Appl. Phys., 90, No. 2, 824–828 (2001).F. Oba, S. R. Nishitani, S. Isotani, H. Adachi, I. Tanaka, J. Appl. Phys., 90, No. 2, 824–828 (2001).V. Kumar, N. Singh, A. Kapoor, O. M. Ntwaeaborwa, H. C. Swart, J. Col. Interf. Sci., 428, 8–15 (2014).V. Kumar, N. Singh, A. Kapoor, O. M. Ntwaeaborwa, H. C. Swart, J. Col. Interf. Sci., 428, 8–15 (2014).T. Akilan, N. Srinivasan, R. Saravanan, Mater. Sci. Semicond. Proc., 30, 381–387 (2015).T. Akilan, N. Srinivasan, R. Saravanan, Mater. Sci. Semicond. Proc., 30, 381–387 (2015).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.