Структурные, оптические и фотолюминесцентные исследования нанопорошков ZnO, легированных титаном методом простого растворения

Исследованы структурные и спектроскопические свойства образцов нанопорошков ZnO, легированных различной концентрацией титана с использованием простой методики растворения. Согласно рентгенограмме, размер кристаллитов нанопорошка ZnO 41.67 нм. За счет увеличения концентрации примеси в решетке-хозяине размер кристаллитов уменьшается до 20.84 нм. Морфология поверхности указывает на то, что легирование Ti незначительно влияет на формирование ZnO. Методом УФ-видимой спектроскопии определены оптические свойства образцов и проведена идентификация структурных групп. Спектр фотолюминесценции указывает на то, что группы люминесцируют в УФ и красной областях. В спектре ЭПР наблюдается сигнал реверберации при g = 1.35. Различие в значениях намагниченности в диапазоне от 0.04 до 0.02 составляет 1.092 emu/g, что свидетельствует о равномерном внедрении Ti в ZnO.

1. S. A. Bidier, M. R. Hashim, IEEE 6th Int. Conf. on Photonics (2016).

2. S. A. Bidier, M. R. Hashim, Ahmad M. Al-Diabat, M. Bououdina, Phys. E, 88, 169–171 (2017).

3. R. K. Chava, M. Kang, J. Alloys Compd., 692, 67–76 (2017).

4. Cheng-Liang Hsu, Yi-Dian Gao, You-Syuan Chen, Ting-Jen Hsueh, Sens. Act. B, 192, 550–557 (2014).

5. R. Sridhar, C. Manoharan, S. Ramalingam, S. Dhanapandian, M. Bououdina, Spectrochim. Acta A, 120, 297–303 (2014).

6. S. A. Bidier, M. R. Hashim, M. Bououdina. J. Mater. Sci: Mater. Electron., 28, 11178–11185 (2017).

7. Zhihua Yong, Tao Liu, Tomoya Uruga, Hajime Tanida, Dongchen Qi, Andrivo Rusydi, Andrew T. S. Wee, Mater., 3, No. 6, 3642–3653 (2010).

8. Liang-Wen Ji, Shi-Ming Peng, Jun-Sheng Wu, Wei-Shun Shih, Cheng-Zhi Wu, I. Tseng Tang, J. Phys. Chem. Solids, 70, No. 10, 1359–1362 (2009).

9. R. Nandi, S. S. Major, Appl. Surf. Sci., 399, 305–312 (2017).

10. W. Yu, T. Liu, S. Cao, C. Wang, C. Chen, J. Solid State Chem., 239, 131–138 (2016).

11. Y. Liu, W. Gao, J. Alloys Compd., 629, 84–91 (2015).

12. Y. Kumar, A. K. Rana, P. Bhojane, M. Pusty, V. Bagwe, Mater. Res. Express, 2, No. 10, 105017 (2015).

13. S. Kanmani, N. Rajamanickam, K. Ramachandran, Org. Electron., 15, No. 10, 2302–2310 (2014). –12000 –8000 –4000 0 4000 8000 12000

14. D. V. Sathish, Ch. Rama Krishna, Ch. Venkata Reddy, T. Raghavendra Rao, P. S. Rao, R. V. S. S. N. Ravikumar, J. Mol. Struct., 1034, 57–61 (2013).

15. D. V. Sathish, Ch. Rama Krishna, Ch. Venkata Reddy, U. S. Udayachandran Thampy, R. V. S. S. N. Ravikumar, Phys. Scr., 86, 035708 (2012).

16. P. Shokeen, A. Jain, A. Kapoor, Opt. Mater., 67, 32–37 (2017).

17. K. Qi, B. Cheng, J. Yu, W. Ho, J. Alloys Compd., 727, 792–820 (2017).

18. N. Kumaresan, K. Ramamurthi, R. Babu, K. Sethuraman, S. M. Babu, Appl. Surf. Sci., 418, 138–146 (2017).

19. S. Radhika, J. Thomas, J. Environ. Chem. Eng., 5, 4239–4250 (2017).

20. S. J. Pearton, F. Ren, Int. Mater. Rev., 59, 61–83 (2014).

21. Y.-P. Xu Yun, Jin Lu, Ma Xiang-Yang, Yang De-Ren, Acta Phys. Sin., 62, 84207 (2013).

22. Y.-C. Shen, C.-H. Yang, S.-W. Chen, S.-H. Wu, T.-L. Yang, J.-J. Huang, Biosens. Bioelectron., 54, 306–310 (2014).

23. M. Hjiri, L. El Mir, S. G. Leonardi, A. Pistone, L. Mavilia, G. Neri, Sens. Act. B: Chem., 196, 413–420 (2014).

24. V. S. Khomchenko, N. N. Roshchina, L. V. Zavyalova, V. V. Strelchuk, G. S. Svechnikov, N. P. Tatyanenko, V. L. Gromashevskii, O. S. Litvin, E. A. Avramenko, B. A. Snopok, Tech. Phys., 59, 93–101 (2014).

25. M. Yuste, R. E. Galindo, O. M. Sacristan, I. Minguez-Bacho, R. Sonia, M. Hernandez-Velez, O. Sanchez, Mater. Res. Express, 1, 045028 (2014).

26. W. Zhang, J. Zhao, Z. Liu, Z. Liu, Appl. Surf. Sci., 284, 49–52 (2013).

27. M. Venkatesan, C. B. Fitzgerald, J. M. D. Coey, Nature, 450, 630 (2004).

28. A. Chakrabarty, C. H. Patterson, Phys. Rev. B: Condens. Mater. Mater. Phys., 84, 054441 (2011).

29. W. Liu, W. Li, Z. Hu, Z. Tang, X. Tang, J. Appl. Phys., 110, 013901 (2011).

30. S. Shit, T. Kamilya, P. K. Samanta, Mater. Lett., 118, 123–125 (2014).

31. M. V. Kuznetsov, Y. G. Morozov, O. V. Belousova, D. Ortega, Inorg. Mater., 50, 369–378 (2014).

32. S. S. Xiao, L. Zhao, Y. H. Liu, J. S. Lian, Appl. Surf. Sci., 283, 781–787 (2013).

33. K.S. Babu, A. R. Reddy, K. V. Reddy, Mater. Res. Bull., 49, 537–543 (2014).

34. G. N. Narayanan, R. S. Ganesh, A. Karthigeyan, Thin Solid Films, 598, 39–45 (2016).

35. K. H. Kim, et al., Superlattices Microstruct., 91, 188–192 (2016).

36. A. Ghosh, N. G. Deshpande, Y. G. Gudage, R. A. Joshi, A. A. Sagade, D. M. Phase, Ramphal Sharma, J. Alloys Compd., 469, No. 1-2, 56–60 (2009).

37. T. Akilan, N. Srinivasan, R. Saravanan, Mater. Sci. Semicond. Proc., 30, 381–387 (2015).

38. H. Morcos, U. Ozgur, Zinc Oxide: Fundamentals, Materials and Device Technology, Wiley-VCH (2009).

39. E. N. Budilova, V. A. Nikitenko, S. M. Kokin, Bull. Russ. Acad. Sci. Phys., 79, 160–164 (2015).

40. V. A. Nikitenko, S. M. Kokin, S. G. Stouhin Anomalies, J. Appl. Spectrosc., 86, 567–571 (2019).

41. V. A. Nikitenko, J. Appl. Spectrosc., 57, 783–798 (1992).

42. S. Benramache, et al., J. Semicond., 35, No. 4, 042001 (2014).

43. S. Deshpande, et al., Appl. Phys. Lett., 87, No. 13, 133113 (2005).