Оптические свойства полученных плазменноассистированным методом нанокомпозитов на основе оксида графена

Нанокомпозиты GO-SiO₂, GO-TiO₂ и GO-ZnO синтезированы золь-гель методом с использованием ультразвукового диспергирования, а затем нанесены на стеклянные подложки методом пиролиза аэрозолей и плазменного спрей-пиролиза с целью исследования влияния активации плазмой атмосферного давления на морфологическую эволюцию и электронную зонную структуру этих нанокомпозитов. Результаты рентгенодифракционного анализа (XRD) и ИК-спектроскопии (FTIR) показали, что плазменная обработка вызывает частичное восстановление оксида графена (GO) до восстановленного оксида графена (rGO) (на это указывает пик при 2 = 27) и увеличивает плотность кислородсодержащих функциональных групп, что приводит к значительному улучшению межфазной адгезии и стабильности. Отсутствие отчетливых пиков оксидов металлов на рентгенограммах свидетельствует об их существовании в аморфном или ультратонком нанокристаллическом состоянии. Сканирующая электронная микроскопия с полевой эмиссией и энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия подтвердили равномерное распределение частиц SiO₂, TiO₂ и ZnO, при этом плазма предотвратила локальную агрегацию. Исследование оптических свойств с помощью УФ-видимой и фотолюминесцентной (ФЛ) спектроскопии показало, что плазменная обработка существенно повлияла на электронную структуру, уменьшив энергетическую щель (E_g) с 2.18 и 2.87 эВ до 1.15 и 1.50 эВ для GO-SiO₂ и GO-TiO₂ соответственно. Образцы, обработанные плазмой, продемонстрировали более высокую интенсивность ФЛ, что свидетельствует об усилении радиационной рекомбинации и делает эти материалы подходящими для люминесцентных слоев, смещающих частоту излучения. В этом качестве пленки действуют как спектральные преобразователи, оптимизирующие спектральный отклик фотоэлектрических систем, что позволяет их применять в передовых оптоэлектронных и сенсорных устройствах.

1. A. Razaq, F. Bibi, X. Zheng, et al., Materials, 15, No. 3, 1012 (2022).

2. N. I. M. Fauzi, Y. W. Fen, J. Abdullah, et al., Photonics, 9, No. 5, 300 (2022).

3. A. S. Hussein, S. Dulaimi, B. A. J. Al-Asady, et al., J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 36, 2080 (2025), https://doi.org/10.1007/s10854-025-16110-1.

4. K. Bilisik, M. Akter, J. Ind. Textiles, 51, No. 3, 3718–3766 (2022).

5. K. Zeranska, K. Filak, K. Wilczynski, et al., ACS Appl. Electron. Mater., 4, No. 9, 4463–4470 (2022).

6. K. Müller, E. Bugnicourt, M. Latorre, et al., Nanomaterials, 7, No. 4, 74 (2017).

7. M. A. Al Faruque, M. Syduzzaman, J. Sarkar, et al., Nanomaterials, 11, No. 9, 2414 (2021).

8. J. Carneiro de Oliveira, A. Airoudj, P. Kunemann, et al., Appl. Sci., 3, No. 6, 656 (2021).

9. Y. Tong, S. Bohm, M. Song, Austin J. Nanomedicine & Nanotechnology, 1, No. 1, 1003–1019 (2013).

10. W. D. Hussain, M. H. Jawad, S. F. Khaleel, et al., Russ. Phys. J., 68, No. 10, 1750–1757 (2025), https://doi.org/10.1007/s11182-025-03615-9.

11. R. Thejas, C. Naveen, M. I. Khan, et al., Biomass Conversion and Biorefinery, 14, No. 12, 12625–12635 (2024).

12. A. Ibrahim, A. Klopocinska, K. Horvat, et al., Polymers, 13, No. 17, 2869 (2021).

13. H. Sadabadi, O. Ghaderi, A. Kordijazi, et al., J. Metals, Materials and Minerals, 32, No. 3, 1–14 (2022).

14. S. H. B. Vinoth Kumar, R. Muydinov, B. Szyszka, Nanomaterials, 11, No. 2, 382 (2021).

15. T. Dufour, Polymers, 15, No. 17, 3607 (2023).

16. M. H. Jawad, M. R. Abdulameer, Lasers Manuf. Mater. Process, 13, No. 1, 1–22 (2025), https://doi.org/10.1007/s40516-025-00322-8.

17. A. S. Noori, K. A. Aadim, A. H. Hussein, Iraq. J. Sci., 63, No. 6, 2461–2469 (2022), https://doi.org/10.24996/ijs.2022.63.6.13.

18. S. R. A. Kumar, D. V. Mary, G. S. Josephine, et al., Hybrid Adv., 5, 100168 (2024).

19. C. Gao, K. Zhong, X. Fang, et al., Energies, 14, No. 19, 6403 (2021).

20. X. Fu, J. Lin, Z. Liang, et al., Surf. Interfaces, 37, 102747 (2023), https://doi.org/10.1016/j.surfin.2023.102747.

21. A. Nasir, S. Khalid, T. Yasin, et al., Energies, 15, No. 17, 6248 (2022).

22. I. H. Ali, R. T. Kadhim, D. F. A. Alasady, et al., Theor. Exp. Chem., 61, 148–154 (2025), https://doi.org/10.1007/s11237-025-09861-9.

23. W. S. Pak, K. H. Ko, J. H. Ri, et al., Int. J. Electrochem. Sci., 20, No. 1, 100918 (2025).

24. M. Q. Fahema, H. N. Mohsion, Z. T. Turkib, H. A. R. Abdullah, M. H. Jawada, J. Ovonic Res., 21, No. 4, 419–430 (2025), https://doi.org/10.15251/JOR.2025.214.419.

25. M. H. Jawad, M. Abdulameer, Eurasian Phys. Tech. J., 22, No. 3, 75–83 (2025), https://doi.org/10.31489/2025N3/75-83.

26. R. S. Mohammed, K. A. Aadim, K. A. Ahmed, AIP Conf. Proc., 2386, No. 1, 080050 (2022), https://doi.org/10.1063/5.0066788.

27. R. H. Ellerbrock, H. H. Gerke, J. Plant Nutr. and Soil Sci., 184, No. 3, 388–397 (2021).

28. E. Aliyev, V. Filiz, M. M. Khan, et al., Nanomaterials, 9, No. 8, 1180 (2019).

29. G. Surekha, K. V. Krishnaiah, N. Ravi, et al., J. Physics: Conf. Ser., 1495, No. 1, 012012 (2020).

30. A. S. Hussein, F. S. O. Al Jasmi, M. H. Jawad, et al., Silicon, 18, 739–750 (2025), https://doi.org/10.1007/s12633-025-03553-8.

31. J. Zhuang, M. Li, Y. Pu, et al., Appl. Sci., 10, No. 12, 4345 (2020).

32. N. I. M. Fauzi, Y. W. Fen, N. A. S. Omar, et al., Polymers, 12, No. 7, 1497 (2020).

33. A. Pielesz, C. Ślusarczyk, M. Sieradzka, et al., Nanotechnology, Science and Applications, 221–235 (2021).

34. M. M. Sanad, N. K. Meselhy, H. A. El-Boraey, et al., J. Mater. Res. and Technol., 23, 1528–1542 (2023).

35. M. H. Jawad, M. R. Abdulameer, Int. Acad. J. Sci. and Eng., 9, No. 2, 28–36 (2022), https://iaiest.com/iaj/index.php/IAJSE/article/view/IAJSE0911.

36. H. Naji Mohsion, B. Afif, B. Abdul-Jaleel Al-Asady, et al., Int. J. Mod. Phys. B, 40, No. 6, 2650054 (2026), https://doi.org/10.1142/S0217979226500542.

37. M. R. Kumar, G. Murugadoss, N. Venkatesh, et al., Chem. Sel., 5, No. 23, 6946–6953 (2020).

38. Y. Q. Almajidi, Z. H. Mahdi, N. K. Maraie, Int. J. Appl. Pharm., 10, No. 5, 49–53 (2018).

39. M. T. Kareem, S. A. A. Al-Hussein, B. Afif, et al., Int. J. Mod. Phys. B, 2650037 (2026), https://doi.org/10.1142/S0217979226500372.

40. G. O. Mendoza Conde, J. A. Luna López, Z. J. Hernández Simón, et al., Nanomaterials, 13, No. 7, 1271 (2023).

41. I. H. Ali, M. H. Jawad, Z. T. Turki, et al., Russ. Phys. J., 68, No. 12 2205–2214 (2026), https://doi.org/10.1007/s11182-026-03670-w.