 |
|||||||||
 |
2021, том 19, выпуск 2 |
|
|||||||
|
|||||||||
Выпуски/2021/том 19 /выпуск 2 |
Deepti R. Kulkarni Narasimha H. Ayachit, Raviraj M. Kulkarni Suresh D. Kulkarni
«Optoelectronic Properties of Alumina–Tin Oxide Nanocomposites Deposited on 1D Carbon Backbone»
0363–0373 (2021)
PACS numbers: 61.05.jm, 68.37.Hk, 68.37.Lp, 78.40.-q, 78.55.Mb, 78.67.Sc, 81.70.Jb
Нанокомпозити з глинозему й оксиду Стануму, яких осаджено на одновимірній вуглецевій опорі, для сонячних елементів і оптоелектронних застосувань синтезуються простою методою сумісного осадження. Нанокомпозити характеризуються різними методами. Зображення просвітлювальної електронної мікроскопії вказує на те, що підготовлені нанокомпозити Al\(_2\)O\(_3\)–SnO\(_2\) осідають на одновимірній вуглецевій опорі. Довжина нанодроту становить кілька мікрометрів, а радіюс становить близько 10 нм. Елементна аналіза показує наявність піків за рахунок Al, Sn, C і O. Середній розмір кристалітів SnO\(_2\) становить 5,185 нм за даними рентґенівської дифрактометричної аналізи. Крім того, не виявлено піків, пов'язаних з Al\(_2\)O\(_3\), що вказує на аморфну фазу наночастинок Al\(_2\)O\(_3\). За кімнатної температури спектроскопія фотолюмінесценції нанодротів Sn–Al\(_2\)O\(_3\) виявляє емісію від 410 нм до 540 нм, що складається з декількох емісійних смуг, зосереджених на 433 і 504 нм, а також уступчасті піки при 445, 455, 478 і 488 нм. Жодна з цих смуг не відповідає забороненій (енергетичній) зоні матеріялу і, отже, має бути пов'язана з різними дефектними станами всередині забороненої (енергетичної) зони. Дослідження розсіяного відбивного відображення у видимій і ультрафіолетовій областях виявляють, що заборонена (енергетична) щілина нанокомпозитів становить 4,23 еВ. Дослідження за Брунауером, Емметом і Теллером показує, що питома площа поверхні нанокомпозитів становить 130 м\(^2\)·г\(^{-1}\), а об'єм пор — 0,268 см\(^3\)·г\(^{-1}\). За оцінками висока енергія екситонного зв'язування для нанокомпозитів з глинозему й оксиду Стануму, що осаджені на одновимірній вуглецевій опорі, має вирішальне значення в оптоелектронних застосуваннях.
Keywords: alumina, tin oxide, 1D carbon backbone, band-gap, solar cells, optoelectronics
References
1. R. Kumaravel, V. Krishnakumar, V. Gokulakrishnan, K. Ramamurthi, and K. Jeganathan, Thin Solid Films, 518, Iss. 8: 2271 (2010); https://doi.org/10.1016/j.tsf.2009.08.0492. D. Liu, S. Ren, X. Ma, C. Liu, L. Wu, W. Li, J. Zhang, and L. Feng, RSC Adv., 7, Iss. 14: 8295 (2017); https://doi.org/10.1039/C6RA27146D
3. C. Messaadi, M. Ghrib, H. Chenaina, M. Manso-Silvan and H. Ezzaouia, J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 29, Iss. 4: 3095 (2018); https://doi.org/10.1007/s10854-017-8241-3
4. S. Dinesh, M. Anandan, V.K. Premkumar, S. Barathan, G. Sivakumar, and N. Anandhan, Mater. Sci. Eng. B, 214: 37 (2016); https://doi.org/10.1016/j.mseb.2016.08.006
5. K. Han, M. Xie, L. Zhang, L.Yan, J. Wei, G. Ji, Q. Luo, J. Lin, Y. Hao, and C.-Q. Ma, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 185: 399 (2018); https://doi.org/10.1016/j.solmat.2018.05.048
6. F. F. Vidor, T. Meyers, G. I. Wirth, and U. Hilleringmann, Microelectron. Eng., 159: 155 (2016); https://doi.org/10.1016/j.mee.2016.02.059
7. N. K. Mishra, C. Kumar, A. Kumar, M. Kumar, P. Chaudhary, and R. Singh, Mater. Sci.–Poland, 33, Iss. 4: 714 (2015); https://doi.org/10.1515/msp-2015-0101
8. D. Wang, S. Liu, M. Shao, Q. Li, Y. Gu, J. Zhao, X. Zhang, J. Zhao, and Y. Fang, Ind. Eng. Chem. Res., 57, Iss. 21: 7136 (2018); https://doi.org/10.1021/acs.iecr.8b00039
9. Z. Pan, H. Rao, I. Mora-Sero, J. Bisquert, and X. Zhong, Chem. Soc. Rev.47, Iss. 20: 7659 (2018); https://doi.org/10.1039/C8CS00431E
10. X. Mao, R. Zhou, S. Zhang, L. Ding, L. Wan, S. Qin, Z. Chen, J. Xu, and S. Miao, Sci. Rep., 6: 19390 (2016); https://doi.org/10.1038/srep19390
11. C. Gao, X. Li, B. Lu, L. Chen, Y. Wang, F. Teng, J. Wang, Z. Zhang, X. Pan, and E. Xie, Nanoscale, 4, Iss. 11: 3475 (2012); https://doi.org/10.1039/C2NR30349C
12. B. Liu, L. Wang, Y. Zhu, Y. Xia, W. Huang, and Z. Li, Electrochim. Acta, 295: 130 (2019); https://doi.org/10.1016/j.electacta.2018.10.129
13. H. M. A. Javed, W. Que, X. Yin, L. B. Kong, J. Iqbal, and M. S. Mustafa, Mater. Res. Bull., 109: 21 (2019); https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2018.09.016
14. Y. Zhou, W. Xu, S. Lv, C. Yin, J. Li, B. Zhu, Y. Liu, and C. He, J. Alloys Compd., 732: 555 (2018); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.10.234
15. S. Dabbabi, T. B. Nasr, S. Ammar, and N. Kamoun, Superlattices and Microstruct., 123: 129 (2018); https://doi.org/10.1016/j.spmi.2018.05.058
16. T. Toupance, O. Babot, B. Jousseaume, and G. Vilaca, Chem. Mater., 15, Iss. 24: 4691 (2003); https://doi.org/10.1021/cm0344459
17. S. Das and V. Jayaraman, Prog. Mater. Sci., 66: 112 (2014); https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2014.06.003
18. K. Gotlib-Vainstein, I. Gouzman, O. Girshevitz, A. Bolker, N. Atar, E. Grossman, and C. N. Sukenik, ACS Appl. Mater. Interfaces, 7, Iss. 6:3539 (2015); https://doi.org/10.1021/am5072817
19. Y. S. Jung and S. S. Lee, J. Cryst. Growth, 259, Iss. 4: 343 (2003); https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2003.07.006
20. M. H. Boratto, L. V. de Andrade Scalvi, J. L. B. Maciel Jr., M. J. Saeki, and E. A. Floriano, Materials Research, 17, Iss. 6: 1420 (2014); http://dx.doi.org/10.1590/1516-1439.285114
21. G. He, J. Gao, H. Chen, J. Cui, Z. Sun, and X. Chen, ACS Appl. Mater. Interfaces, 6, Iss. 24: 22013 (2014); https://doi.org/10.1021/am506351u
22. Y. J. Kim, S. M. Kim, S. Heo, H. Lee, H. I. Lee, K. E. Chang, and B. H. Lee, Nanotechnology, 29, Iss. 5: 055202 (2018); https://doi.org/10.1088/1361-6528/aaa0e2
23. X. Cao, Q. He, W. Shi, B. Li, Z. Zeng, Y. Shi, Q. Yan, and H. Zhang, Small, 7, Iss. 9: 1199 (2011); https://doi.org/10.1002/smll.201100071
24. Z. Salam, E. Vijayakumar, and A. Subramania, RSC Adv., 4, Iss. 95: 52871 (2014); https://doi.org/10.1039/C4RA09151E
25. S. Cholan, N. Shanmugam, N. Kannadasan, K. Sathishkumar, and K. Deivam, J. Mater. Res. Technol., 3, Iss. 3: 222 (2014); https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2014.04.001
26. M. Karmaoui, A. B. Jorge, P. F. McMillan, A. E. Aliev, R. C. Pullar, J. A. Labrincha, and D. M. Tobaldi, ACS Omega, 3, Iss. 10: 13227 (2018); https://doi.org/10.1021/acsomega.8b02122
27. E. O. Filatova and A. S. Konashuk, J. Phys. Chem. C, 119, Iss. 35: 20755 (2015); https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b06843
28. S. Toyoda, T. Shinohara, H. Kumigashira, M. Oshima, and Y. Kato, Appl. Phys. Lett., 101, Iss. 23: 231607 (2012); https://doi.org/10.1063/1.4769818
29. J. Q. Hu, X. L. Ma, N. G. Shang, Z. Y. Xie, N. B. Wong, C. S. Lee, and S. T. Lee, J. Phys. Chem. B, 106, Iss. 15: 3823 (2002); https://doi.org/10.1021/jp0125552
30. D. Calestani, L. Lazzarini, G. Salviati, and M. Zha, Cryst. Res. Technol., 40: 937 (2005); https://doi.org/10.1002/crat.200410463
31. J. H. He, T. H. Wu, C. L. Hsin, K. M. Li, L. J. Chen, Y. L. Chueh, L. J. Chou, and Z. L. Wang, Small., 2, Iss. 1: 116 (2006); https://doi.org/10.1002/smll.200500210
32. S. Brovelli, N. Chiodini, F. Meinardi, A. Lauria, and A. Paleari, Appl. Phys. Lett., 89, Iss. 15: 153126 (2006); https://doi.org/10.1063/1.2362583
33. F. Gu, S. F. Wang, C. F. Song, M. K. Lu, Y. X. Qi, G. J. Zhou, D. Xu, and D. R. Yuan, Chem. Phys. Lett., 372, Iss. 3: 451 (2003); https://doi.org/10.1016/S0009-2614(03)00440-8
34. F. Gu, S. F. Wang, M. K. Lu, G. J. Zhou, D. Xu, and D. R. Yuan, J. Phys. Chem. B, 108, Iss. 24: 8119 (2004); https://doi.org/10.1021/jp036741e
35. Z. Jiang, Z. Liu, Y. Li, and W. Duan, Phys. Rev. Lett., 118, Iss. 26: 266401 (2017); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.266401
36. A. T. Hanbicki, M. Currie, G. Kioseoglou, A. L. Friedman, and B. T. Jonker, Solid State Commun., 203: 16 (2015); https://doi.org/10.1016/j.ssc.2014.11.005
37. T. Cheiwchanchamnangij and W. R. L. Lambrecht, Phys. Rev. B, 85, Iss. 20: 205302 (2012); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.205302
38. A. Ramasubramaniam, Phys. Rev. B, 86, Iss. 11: 115409 (2012); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.86.115409
 Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна ©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача |