 |
|||||||||
 |
2022, том 20, випуск 2 |
|
|||||||
|
|||||||||
Випуски/2022/том 20 /випуск 2 |
Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)
Ahmed Kadari, Salah Eddine Rezak, Kheira Kassi, and Mostapha Chehairi
«Investigation of the Optical and Structural Properties of Cr3+-Doped Al2O3 and ZnAl2O4 Nanoparticles Synthesized by Sol–Gel Method»
0331–0343 (2022)
PACS numbers: 61.05.cp, 78.30.Hv, 78.67.Bf, 81.05.Je, 81.07.Wx, 81.20.Fw, 81.40.Tv
Наночастинки оксиду алюмінію (Al2O3) та шпінелі алюмінату цинку (ZnAl2O4) синтезовано золь–ґель-методом. Чисті та леґовані хромом (Cr3+) Al2O3 і ZnAl2O4 були одержані і потім охарактеризовані з метою вивчення впливу леґування хромом (домішок) на фізичні властивості цих сполук. Одержані порошки прожарювали при 500°C. Оптичні та структурні властивості готових порошків досліджували за допомогою спектроскопії в ультрафіолетовій (УФ) і видимій областях світла (UV-Vis), інфрачервоної спектроскопії з Фур'є-перетвором (FT-IR) та порошкової рентґенівської дифракції (XRD). Значення енергії забороненої зони, одержані за допомогою УФ-видимої-характеризації, показали ізоляторний (Eg = 4,881 еВ) і напівпровідниковий (Eg = 3,707 еВ) характери Al2O3 та ZnAl2O4 відповідно. Втілення атомів Хрому в нашу синтезовану матрицю було підтверджено FT-IR-спектроскопією; це пояснюється утворенням комплексу Cr–O при 674 см-1 в обох матеріялах. XRD-результати показали кристалографічні фази (кубічні) наночастинок Al2O3 та ZnAl2O4. Було встановлено, що розмір кристаліту знаходиться в діяпазоні від 192,968 нм до 460,765 нм для Al2O3:Cr3+, і було виявлено, що він є постійним (≈ 32 нм) для матриці ZnAl2O4:Cr3+.
Keywords: наночастинки, Al2O3, ZnAl2O4, Cr-леґування, золь–ґель-метод.
References
1. A. Aranzabal and J. L. Ayastuy, Ind. Eng. Chem. Res., 42: 6007 (2003); https://doi.org/10.1021/ie030286r2. A. Khodadadi, M. Farahmandjou, and M. Yaghoubi, Mater. Res. Express, 6: 025029 (2019); https://doi.org/10.1088/2053-1591/aaef70
3. B. Miranda, E. D?az, and S. Ordonez, Catal. Commun., 7: 945 (2006); https://doi.org/10.1016/j.catcom.2006.04.007
4. N. Bejenaru, C. Lancelot, P. Blanchard, C. Lamonier, L. Rouleau, E. Payen, F. Dumeignil, and S. Royer, Chem. Mater., 21: 522 (2009); https://doi.org/10.1021/cm802084e
5. M. Farahmandjou and N. Golabiyan, J. Ceramic Proc. Res., 16: 237 (2015).
6. M. Farahmandjou and N. Golabiyan, Transp. Phenom. Nano. Micro. Scales, 3: 100 (2015); https://doi.org/10.7508/TPNMS.2015.02.004
7. P. D. Shelke and A. S. Rajbhoj, Der Chemica Sinica, 8, No. 5: 482 (2017).
8. J. A. Wang, X. Bokhimi, A. Morales, O. Novaro, and T. Lopez, J. Phys. Chem. B, 103: 299 (1999); https://doi.org/10.1021/jp983130r
9. K. N. P. Kumar, J. Tranto, J. Kumar, and J. E. Engell, Mater. Sci. Lett., 15: 266 (1996); https://doi.org/10.1007/BF00274471
10. S. A. Mirbagheri, S. M. Masoudpanah, and S. Alamolhoda, Optik, 204: 164 (2020); https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.164170
11. G. Rani, Powder Technology, 312: 354 (2017); doi:10.1016/j.powtec.2017.02.040
12. M. Tsai, Y. Chen, P. Tsai, and Y. Wang, Thin Solid Films, 518: 9 (2010); https://doi.org/10.1016/j.tsf.2010.03.086
13. M. Zawadzki, W. Staszak, F. E. Lopez-Suarez, M. J. Gomez, and A. Bueno-Lopez, Appl. Catal. A: Gen., 371: 92 (2009); https://doi.org/10.1016/j.apcata.2009.09.035
14. V. Singh, R. P. S. Chakradhar, J. L. Rao, and D. K. Kim, J. Lumin., 128: 394 (2008); https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2007.09.022
15. E. M. A. Jamal, D. S. Kumar, and M. R. Anantharaman, Bull. Ma-ter. Sci., 34: 251 (2011); https://doi.org/10.1007/s12034-011-0071-y
16. H. Boysen, M. Lerch, A. Stys, and A. Senyshyn, Acta Crystal-logr. Sect. B Struct. Sci., 63: 675 (2007); https://doi.org/10.1107/S0108768107030005
17. L. Gong, Z. Lin, S. Ning, J. Sun, J. Shen, Y. Torimoto, and Q. Li, Mater. Lett., 64: 1322 (2010); https://doi.org/10.1016/j.matlet.2010.03.023
18. S. N. Ude, C. J. Rawn, R. A. Peascoe, M. J. Kirkham, G. L. Jones, and E. A. Payzant, Ceram. Int., 40: 1117 (2014); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.06.112
19. J. R. Salasin and C. Rawn, Ceramics, 1: 175 (2018); https://doi.org/10.3390/ceramics1010016
20. C. Li, D. Hirabayashi, and K. Suzuki, Mater. Res. Bull., 46: 1307 (2011); https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2011.03.023
21. B. Raab and H. Poellmann, Thermochim. Acta, 513: 106 (2011); https://doi.org/10.1016/j.tca.2010.11.019
22. M. M. Rashad, A. G. Mostafa, and D. A. Rayan, J. Mater. Sci. Mater. Electron., 27: 2614 (2016); https://doi.org/10.1007/s10854-015-4067-z
23. W. Kerrour, A. Kabir, G. Schmerber, B. Boudjema, S. Zerkout, A. Bouabellou, and C. Sedrati, J. Mater. Sci. Mater. Electron., 27: 10106 (2016); https://doi.org/10.1007/s10854-016-5085-1
24. N. Vigneshwaran, V. Prasad, A. Arputharaj, A. K. Bharimalla, and P. G. Patil, Nanomaterials in the Wet Processing of Tex-tiles (Eds. Shahid ul-Islam and B. S. Butola) (Wiley Online Li-brary: 2018), Ch. 3, p. 113; https://doi.org/10.1002/9781119459804.ch3
25. K. B. Kumar and P. Raji, Recent Res. Sci. Technol., 3: 48 (2011). 26. A. Samy, H. M. A. Hassan, A. E. Sherbiny, M. O. Abd-Elsamee, and M. A. Mohamed, International Journal of Recent Scientific Research, 6: 4091 (2015). 27. Z. Zhu, D. Liu, H. Liu, J. Du, H. Yu, and J. Deng, Optics Communications, 285: 3140 (2012); https://doi.org/10.1016/j.optcom.2012.02.084
28. M. Farahmandjou and S. Motaghi, Optics Communications, 441: 1 (2019); https://doi.org/10.1016/j.optcom.2019.02.029
29. D. K. Nguyen, Q. V. Bach, B. Kim, H. Lee, C. Kang, and I. T. Kim, Materials Chemistry and Physics, 223: 708 (2019); https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.11.070
30. Z. Hosseini, M. Taghizadeh, and F. Yaripour, Journal of Natural Gas Chemistry, 20: 128 (2011); https://doi.org/10.1016/S1003-9953(10)60172-7
31. X. Mi, X. Zhang, X. Ba, Z. Bai, L. Lu, X. Wang, and Q. Liu, Advanced Powder Technology, 20: 164 (2009); https://doi.org/10.1016/j.apt.2008.06.003
32. C. Pan, S. Y. Chen, and P. Shen, Journal of Crystal Growth, 310: 699 (2008); https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2007.11.089
33. A. Patra, R. E. Tallman, and B. A. Weinstein, Optical Materi-als, 27: 1396 (2005); https://doi.org/10.1016/j.optmat.2004.10.002
34. B. Cheng, S. Qu, H. Zhou, and Z. Wang, Nanotechnology, 17: 2982 (2006); https://doi.org/10.1088/0957-4484/17/12/027
35. W. Mekprasart, K. Boonyarattanakalin, W. Pecharapa, and K. N. Ishihara, Materials Today: Proceedings, 5: 14126 (2018); https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.02.076
36. F. Z. Akika, M. Benamira, H. Lahmar, M. Trari, I. Avramova, and S. Suzer, Surfaces and Interfaces, 18: 100406 (2020); https://doi.org/10.1016/j.surfin.2019.100406
37. V. Singh, N. Singh, M. S. Pathak, V. Dubey, and P. K. Singh, Optics, 155: 285 (2018); https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2017.10.167
38. Z. Han, R. Xie, Y. Song, G. Fan, L. Yang, and F. Li, Molecular Catalysis 477: 110559 (2019); https://doi.org/10.1016/j.mcat.2019.110559
39. C. Z. Koepke, K. Wisniewski, M. Grinberg, and G. H. Beall, Spectrochim. Acta Part A, 54: 1725 (1998); https://doi.org/10.1016/S1386-1425(98)00104-8
40. G. Dong, X. Xiao, M. Peng, Z. Ma, S. Ye, D. Chen, H. Qin, G. Deng, Q. Liang, and J. Qiu, RSC Adv., 2: 2773 (2012); https://doi.org/10.1039/C2RA00516F
41. I. Miron and I. Grozescu, Optoelect. Adv. Mat., 6: 673 (2012).
42. S. V. Motloung, F. B. Dejene, H. C. Swart, and O. M. Ntwaeabor-wa, Ceramics International, 41: 6776 (2015); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.01.124
43. M. Shirpour, M. A. Faghihi Sani, and A. Mirhabibi, Ceram. Int., 33: 1427 (2007); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2006.04.023
44. H. Xuanmeng, Z. Zhenfeng, L. Hui, and F. Lu, Rare Metal Mat. Eng., 45: 1659 (2016); https://doi.org/10.1016/S1875-5372(16)30135-7
45. J. Tauc, The Optical Properties of Solids (Waltham: Academic: 1966).
46. B. D. Cullity, Elements of X-Ray Diffraction (Addison Wesley: 1978), p. 285.
47. A. Gammard, O. Babaot, B. Jousseaucne, M.C. Rascle, T. Toupance, and G. Campet, Chem. Mater., 12: 3419 (2000); https://doi.org/10.1021/cm001073k
48. Z. Zhu, X. Li, Q. Zhao, S. Liu, X. Hu, and G. Chen, Mater. Lett., 65: 194 (2011); https://doi.org/10.1016/j.matlet.2010.09.085
49. A. A. Da Silva, A. de Souza Goncalves, and M. R. Davolos, Jour-nal of Sol–Gel Science and Technology, 49: 101 (2009); https://doi.org/10.1007/s10971-008-1833-x
50. P. McMillan and B. Piriou, J. Non-Cryst. Solids, 53: 279 (1982); https://doi.org/10.1016/0022-3093(82)90086-2
51. S. Mathur, M. Veith, M. Haas, H. Shen, N. Lecerf, V. Huch, S. Hufner, R. Haberkorn, H. P. Beck, and M. Jilavi, Journal of the American Ceramic Society, 84: 1921 (2001); https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2001.tb00938.x
52. S. Kumar, T. Song, S. Gautam, K. Chae, S. Kim, and K. Jang, Materials Research Bulletin, 66: 76 (2015); https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2015.02.020
53. D. Japic, M. Bitenc, M. Marinsek, and Z. C. Orel, Materials Re-search Bulletin, 60: 738 (2014); https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2014.09.061
54. C. Madi, M. Tabbal, T. Christidis, S. Isber, B. Nsouli, and K. Zahraman, Journal of Physics: Conference Series, 59: 600 (2007); https://doi.org/10.1088/1742-6596/59/1/128
 Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна ©2003—2022 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 |