Структурные и фотолюминесцентные свойства жидкокристаллических соединений р-(п-гептил)бензойной кислоты с дисперсными наночастицами ZnO

Исследованы структурные и фотолюминесцентные свойства синтезированных жидкокристаллических (ЖК) соединений п-(н-гептил)бензойной кислоты с гомогенной дисперсией наночастиц (НЧ) ZnO в концентрациях 1–2.5 мас.%. Образцы охарактеризованы с помощью рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей электронной микроскопии (SEM), УФ-видимой спектроскопии (UV-Vis), дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC), поляризационной оптической микроскопии, ИК-Фурье-спектроскопии (FT-IR) и фотолюминесцентной спектроскопии (PL). Наблюдаемые дифракционные пики хорошо разрешены, что указывает на присутствие НЧ ZnO, размер частиц 60 нм. SEM-исследования выявили равномерную дисперсию и наличие НЧ ZnO в ЖК-образцах. На основе DSC-анализа оценены температуры фазовых превращений и соответствующие значения энтальпии. Спектры FT-IR дают информацию о различных функциональных группах, присутствующих в образцах. В спектрах PL максимум при 663 нм обусловлен наличием точечных дефектов внутри запрещенных вакансий и междоузлий, известных как эмиссия глубоких уровней.

1. H. K. Bisoyi, S. Kumar, Chem. Soc. Rev., 40, 306–319 (2011).

2. G. W. Gray, In: Handbook of Liquid Crystals, 1, Eds. D. Demus, J. Goodby, G. W. Gray, H. W. Spiess, V. Vill, Wiley-VCH, Weinheim, 1–16 (1998).

3. S. Gauza, C. H. Wen, S. T. Wu, N. Janarthanan, C. S. Hsu, J. Appl. Phys., 43, 7634–7638 (2004).

4. S. T. Wu, Q. T. Zhang, S. Marder, Jpn. J. Appl. Phys., 37, L1254–L1256 (1998).

5. G. K. Auernhammer, J. B. Zhao, D. Ullrich Vollmer, Eur. Phys. J. E., 30, 387–394 (2009).

6. D. Sikharulidze, Appl. Phys. Lett., 86, 033507 (2005).

7. 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).

8. P. Martinot-Lagarde, G. Durand, J. Phys., 42, 269–275 (1981).

9. M. Rahman, W. Lee, J. Phys. D: Appl. Phys., 42, 063001 (2009).

10. A. K. Misra, A. K. Srivastava, J. P. Shukla, R. Manohar, Phys. Scr., 78, 065602 (2008).

11. J. L. Gomez, O. Tigli, J. Mater. Sci., 48, No. 2, 612–624 (2013).

12. U. Manzoor, M. Islam, L. Tabassam, S. U. Rahman, Phys. E, 41, 1669–1672 (2015).

13. 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).

14. A. V. Kabashin, A. Trudeau, W. Marine, Appl. Phys. Lett., 91, 201101 (2007).

15. S. D. Haranath, A. G. Sahai, B. K. Joshi Gupta, Nanotech., 20, 42570 (2009).

16. X. D. Li, T. P. Chen, P. Liu, Y. Liu, K. C. Leong, Opt. Express, 21, 14131–14138 (2013).

17. A. L. Schoenhalz, J. T. Arantes, A. Fazzio, G. M. Dalpian, J. Phys. Chem. C, 114, 18293–18297 (2010).

18. H. Jiang, N. Toshima, Chem. Lett., 38, 566–567 (2009).

19. A. Malik, A. Choudhary, P. Silotia, A. M. Biradar, J. Appl. Phys., 110, 064111 (2011).

20. S. K. Gupta, A. Joshi, M. Kaur, J. Chem. Sci., 122, 57–62 (2010).

21. Z. Fan, J. G. Lu, IEEE, 2, 834–836 (2005).

22. Z. Fan, J. G. Lu, IEEE Trans. Nanotech., 5, 293–303 (2006).

23. Z. Zhao, W. Lei, X. Zhang, B. Wang, H. Jian, Sensors, 10, 1216–1231 (2010).

24. S. Rihana Banu, C. M. Subhan, R. Dinesh, K. Fakruddin, J. Mol. Cryst. Liq. Cryst., 665, 238–247 (2018).

25. R. K. N. R. Manepalli, G. Giridhar, P. Pardhasaradhi, Mater. Today Proc., l5, 2666–2676 (2018).

26. A. Sharma, P. Malik, R. Dhar, P. Kumar, Bull. Mater. Sci., 42, 206–215 (2019).

27. N. S. Sariciftci, U. Lemmer, D. Vacar, A. J. Heeger, R. A. J. Janssen, Adv. Mater., 8, 651–654 (1996).

28. C. N. R. Rao, Chemical Applications of Infrared Spectroscopy, Academic Press, New York and London (1963).

29. I. Markova-Deneva, J. Univ. Chem. Tech. Metallurgy, 45, 351–378 (2010).

30. V. Parthasarathi, G. Thilagavathi, Int. J. Pharm. Sci., 3, 1–7 (2012).

31. Ch. Ravi Shanar Kumar, S. Sreehari Sastry, T. Madhu Mohan, Int. J. Mod. Phys. B, 23, No. 14, 3187–3194 (2009).

32. M. Seshu Kumar, R. V. S. S. N. Ravi Kumar, M. C. Rao, J. Appl. Spectrosc., 8, No. 3, 435–445 (2022).

33. S. A. Kadinskaya, V. M. Kondratev et al., Nanomater., 13, No. 1, 58 (2023).

34. F. Oba, S. R. Nishitani, S. Isotani, H. Adachi, I. Tanaka, J. Appl. Phys., 90, No. 2, 824–828 (2001).

35. V. Kumar, N. Singh, A. Kapoor, O. M. Ntwaeaborwa, H. C. Swart, J. Col. Interface Sci., 428, 8–15 (2014).

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