Збірник наукових праць Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Рік 2026 Том 24, Випуск 1
Завантажити повну версію статті (PDF, Англійською / In English) Відкритий доступ

Zahra Mohammed SAEED1, Samir Mahmmod AHMAD2, and Yasir Hussein MOHAMMED3

1Polytechnic College Mosul, Department of Electrical Techniques, Northern Technical University, 41002 Mosul, Iraq
2College of Science, Department of Physics, University of Mosul, 41002 Mosul, Iraq
3College of Education for Pure Science, Department of Physics, University of Mosul, 41002 Mosul, Iraq

Вплив леґування алюмінієм на характеристики одновимірних нанодротів оксиду Цинку, вирощених методом хемічного осадження з парової фази за атмосферного тиску

225–240 (2026)

Індекси PACS: 68.37.Hk, 68.37.Vj, 78.20.Ci, 78.40.Ha, 78.67.Uh, 81.07.Gf, 81.15.Gh

Одержано 15 серпня, 2024 р.; у виправленому вигляді 30 вересня, 2025 р.

Для вирощування нанодротів (НД) ZnO на скляних підкладинках було використано метод хемічного осадження з парової фази (APCVD) за атмосферного тиску. Було досліджено вплив різних ступенів леґування (0, 2, 4, 6 мас.%) алюмінієм на структурні, морфологічні й оптичні властивості нанодротів ZnO:Al. Оптичні, структурні та морфологічні результати оцінювали за допомогою ультрафіолетової й оптичної (UV–Vis) спектроскопії, рентґенівської дифракції (XRD) та польової емісійної сканувальної електронної мікроскопії (FE–SEM) з енергодисперсійною рентґенівською (EDX) спектроскопією. Оптичні результати показали, що зі збільшенням леґування алюмінієм міжатомова віддаль у кристалічній ґратниці зменшується, а енергетична щілина зміщується в бік довших хвиль. Леґування алюмінієм поліпшило кристалічність структурної мережі. Морфологічні спостереження показали, що з мірянням діяметрів нанодротів ZnO діяметер леґованих алюмінієм нанодротів ZnO збільшувався зі збільшенням ступеня леґування. Поверхня нанодротів ZnO також містила атоми Al, а EDX-спектроскопія підтвердила цей висновок. Наші поточні дослідження можуть сприяти розробці майбутніх нанооптичних пристроїв.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: хемічне осадження з парової фази за атмосферного тиску, ZnO нанодроти, заборонена зона, Al-леґування, парофазний процес

Цитування:
Zahra Mohammed Saeed, Samir Mahmmod Ahmad, and Yasir Hussein Mohammed, Effect of Aluminium Doping on the Characteristics of One-Dimensional Zinc-Oxide Nanowires Grown by Atmospheric Pressure Chemical Vapour Deposition, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 24, No. 1: 225–240 (2026); https://doi.org/10.15407/nnn.24.01.0225

Подяки:
The authors acknowledge the support provided by the Iraqi Ministry of Higher Education and Scientific Research, as well as the University of Mosul for providing some financial assistance and for monitoring the status of the research.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
  1. A. Shah, M. Ahmad, Rahmanuddin, Shakil Khan, Uzma Aziz, Zahid Ali, Afzal Khan, and A. Mahmood, Applied Physics A, 125: Article No. 713 (2019); https://doi.org/10.1007/s00339-019-3005-y
  2. R. Yousefi, Doped ZnO Nanostructures: Growth Properties and Applications (Eds. A. Umar) (American Scientific Publishers: 2011), vol. 2, ch. 14, p. 1; https://doi.org/10.1039/C2JM15548F
  3. R. S. Rai and V. Bajpai, Adv. Nano Res., 11, No. 1: 37 (2021); https://doi.org/10.12989/anr.2021.11.1.037
  4. C. N. R. Rao, B. C. Satishkumar, A. Govindaraj, and Manashi Nath, Nanotubes. ChemPhysChem, 22, Iss. 2: 78 (2001); https://doi.org/10.1002/1439-7641(20010216)2:2<78::AID-CPHC78>3.0.CO;2-7
  5. S. Bagga, J. Akhtar, and S. Mishra, AIP Conference Proceedings, 1989, No. 1: 020004 (2018); https://doi.org/10.1063/1.5047680
  6. W. Z. Wang, B. Q. Zeng, J. Yang, B. Poudel, J. Y. Huang, M. J. Naughton, and Z. Ren, Advanced Materials, 18, Iss. 24: 3275 (2006); https://doi.org/10.1002/adma.200601274
  7. Bai Shouli, Chen Liangyuan, Li Dianqing, Yang Wensheng, Yang Pengcheng, Liu Zhiyong, Chen Aifan, and Chung Chiun Liu, Sensors and Actuators B: Chemical, 146, Iss. 1: 129 (2010); https://doi.org/10.1016/j.snb.2010.02.011
  8. Zhou Gui, Jian Liu, Zhengzhou Wang, Lei Song, Yuan Hu, Weicheng Fan, and Daoyong Chen, The Journal of Physical Chemistry B, 109, Iss. 3: 1113 (2005); https://doi.org/10.1021/jp047088d
  9. J. Q. Hu, Q. Li, X. Meng, C. Lee, and S. Lee, Chemistry of Materials, 15, No. 1: 305 (2002); https://doi.org/10.1021/cm020649y
  10. A. T. Ali, W. Maryam, Y. W. Huang, H. C. Hsu, N. M. Ahmed, N. Zainal, H. Abu Hassan, and M. A. Dheyab, Journal of the Optical Society of America B, 38, No. 9: C69 (2021); https://doi.org/10.1364/JOSAB.427132
  11. Oleg Lupan, Thierry Pauporté, Tangui Le Bahers, Bruno Viana, and Ilaria Ciofini, Advanced Functional Materials, 21, Iss. 18: 3564 (2011); https://doi.org/10.1002/adfm.201100258
  12. Yun-Ming Sung, Fang-Chi Hsu, and Yang-Fang Chen, Solar Energy Materials and Solar Cells, 125: 239 (2014); https://doi.org/10.1016/j.solmat.2014.03.014
  13. Te-Hua Fang and Shao-Hui Kang, Current Nanoscience, 6, No. 5: 505 (2010); https://doi.org/10.2174/157341310797574961
  14. Sang Kyoo Lim, Seong Hui Hong, Sung-Ho Hwang, Won Mi Choi, Soonhyun Kim, Hyunwoong Park, and Min Gi Jeong, Journal of Materials Science & Technology, 31, Iss. 6: 639 (2015); https://doi.org/10.1016/j.jmst.2014.12.004
  15. Jitesh Agrawal, Tejendra Dixit, I. A. Palani, and Vipul Singh, IEEE Sensors Letters, 3, Iss. 9: 9900134 (2019); https://doi.org/10.1109/LSENS.2019.2938638
  16. Pierre Gaffuri, Tatjana Dedova, Estelle Appert, Mati Danilson, Adrien Baillard, Odette Chaix-Pluchery, Frank Güell, Ilona Oja-Acik, and Vincent Consonni, Applied Surface Science, 582: 152323 (2022); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.152323
  17. Frank Maldonado and Arvids Stashans, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 71, Iss. 5: 784 (2010); https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2010.02.001
  18. Soaram Kim, Giwoong Nam, Hyunggil Park, Hyunsik Yoon, Sang-Heon Lee, Jin Soo Kim, Do Yeob Kim, Sung-O Kim, and Jae-Young Leem, Bulletin of the Korean Chemical Society, 34, No. 4: 1205 (2013); https://doi.org/10.5012/bkcs.2013.34.4.1205
  19. Ziling Peng, Dan Wu, Wei Wang, Fatang Tan, Xinyun Wang, Jianguo Chen, and Xueliang Qiao, Powder Technology, 315: 73 (2017); https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.03.052
  20. A. Nakrela, N. Benramdane, A. Bouzidi, Z. Kebbab, M. Medles, and C. Mathieu, Results in Physics, 6: 133 (2016); https://doi.org/10.1016/j.rinp.2016.01.010
  21. T. Holloway, R. Mundle, H. Dondapati, R. B. Konda, M. Bahoura, and A. K. Pradhan, Proc. SPIE 8344. Nanosensors, Biosensors, and Info-Tech Sensors and Systems 2012 (30 March, 2012), 8344A; https://doi.org/10.1117/12.914482
  22. Sining Yun, Juneyoung Lee, Jahyun Yang, and Sangwoo Lim, Physica B: Condensed Matter, 405, Iss. 1: 413 (2010); https://doi.org/10.1016/j.physb.2009.08.297
  23. Hua Zheng, Rong-Jun Zhang, Da-Hai Li, Xin Chen, Song-You Wang, Yu-Xiang Zheng, Meng-Jiao Li, Zhi-Gao Hu, Ning Dai, and Liang-Yao Chen, Nanoscale Research Letters, 13: Article No. 149 (2018); https://doi.org/10.1186/s11671-018-2563-9
  24. D. H. Zhang, Z. Y. Xue, and Q. P. Wang, Journal of Physics D: Applied Physics, 35, Iss. 21: 2837 (2002); https://doi.org/10.1088/0022-3727/35/21/321
  25. Jae Hyoung Choi, Hitoshi Tabata, and Tomoji Kawai, Journal of Crystal Growth, 226, Iss. 4: 493 (2001); https://doi.org/10.1016/S0022-0248(01)01388-4
  26. D. F. Paraguay, M. Miki-Yoshida, J. Morales, J. Solis, and W. Estrada L., Thin Solid Films, 373, Nos. 1–2: 137 (2000); https://doi.org/10.1016/S0040-6090(00)01120-2
  27. Jin Zhang and Wenxiu Que, Solar Energy Materials and Solar Cells, 94, Iss. 12: 2181 (2010); https://doi.org/10.1016/j.solmat.2010.07.009
  28. Mariana Fraga and Rodrigo Pessoa, Micromachines, 11, No. 9: 799 (2020); https://doi.org/10.3390/mi11090799
  29. Hong Jin Fan, Bodo Fuhrmann, Roland Scholz, Cameliu Himcinschi, Andreas Berger, Hartmut Leipner, Armin Dadgar, Alois Krost, Silke Christiansen, and Ulrich Gösele, Nanotechnology, 17, No. 11: S231 (2006); https://doi.org/10.1088/0957-4484/17/11/S02
  30. Iman Amer Ahmad and Yasir Hussein Mohammed, Micro and Nanostructures, 181: 207628 (2023); https://doi.org/10.1016/j.micrna.2023.207628
  31. Ilyass Jellal, Hassan Ahmoum, Yassine Khaaissa, Khalid Nouneh, Mourad Boughrara, Mounir Fahoume, Siddheshwar Chopra, and Jamal Naja, Applied Physics A, 125: Article No. 650 (2019); https://doi.org/10.1007/s00339-019-2947-4
  32. S. Ilican, Y. Caglar, and M. Caglar, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, 10, No. 10: 2578 (2008); https://joam.inoe.ro/articles/preparation-and-characterization-of-zno-thin-films-deposited-by-sol-gel-spin-coating-method/fulltext
  33. S. Kasap and P. Capper, Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials (Eds. S. Kasap and P. Capper) (Springer International Publishing AG: 2017), vol. 1, ch. 4, p. 723–1095; https://doi.org/10.1007/978-3-319-48933-9
  34. N. Yahya, Carbon and Oxide Nanostructures (Eds. N. Yahya) (New York–Berlin–Heidelberg: Springer: 2011), vol. 5, ch. 3, p. 263–280; https://doi.org/10.1007/978-3-642-14673-2
  35. S. Kasap and P. Capper, Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials (Eds. S. Kasap and P. Capper) (Springer International Publishing AG: 2017), vol. 1, ch. 4, p. 723–1095; https://doi.org/10.1007/978-3-319-48933-9
  36. Haixia Chen, Jijun Ding, Wenge Guo, Feng Shi, and Yingfeng Li, Applied Surface Science, 258, Iss. 24: 9913 (2012); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.06.050
  37. L. D. Tang, B. Wang, J. G. Qi, S. J. Peng, and J. Z. Wang, Materials Research Innovations, 19, Iss. 9: S9-6 (2015); https://doi.org/10.1179/1432891715Z.0000000001904
  38. Y. Geng, L. Guo, S. S. Xu, Q. Q. Sun, S. J. Ding, H. L. Lu, and D. W. Zhang, The Journal of Physical Chemistry C, 115, No. 25: 12317 (2011); https://doi.org/10.1021/jp2023567
  39. Carina Hedrich, Stefanie Haugg, Leutrim Pacarizi, Kaline P. Furlan, Robert H. Blick, and Robert Zierold, Coatings, 91, Iss. 1: 698 (2019); https://doi.org/10.3390/coatings9110698
  40. S. Paiman, T. H. Ling, M. Husham, and S. Sagadevan, Results in Physics, 17: 103185 (2020); https://doi.org/10.1016/j.rinp.2020.103185
  41. L. Chabane, N. Zebbar, M. L. Zeggar, M. Aida, M. Kechouane, and M. Trari, Materials Science in Semiconductor Processing, 40: 840 (2015); https://doi.org/10.1016/j.mssp.2015.07.080
  42. T. Srinivasulu, K. Saritha, and K. T. Ramakrishna Reddy, Modern Electronic Materials, 3, Iss. 2: 76 (2017); https://doi.org/10.1016/j.moem.2017.07.001
  43. Mohammad R. Alenezi, Simon J. Henley, Neil G. Emerson, and S. Ravi P. Silva, Nanoscale, 6, Iss. 1: 235 (2014); https://doi.org/10.1039/C3NR04519F
  44. Gregor Zimmermann, Martin Lange, Bingqiang Cao, Michael Lorenz, and Marius Grundmann, physica status solidi (RRL)–Rapid Research Letters, 4, Nos. 3–4: 82 (2010); https://doi.org/10.1002/pssr.201004015