نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه کوفه، عراق
چکیده
در این مقاله، نانومیله‌های (NRs) اکسید روی آلاییده با نیکل با غلظت‌های (0٪، 1٪، 2٪ و 4٪) به روش لایه‌نشانی حمام شیمیایی در دمای (85-90) درجه سانتی‌گراد با موفقیت بر روی لام‌های شیشه‌ای رشد داده شد. پراش پرتو ایکس (XRD)، تصویربرداری میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و طیف‌سنجی UV-Vis برای مشخصه‌یابی لایه‌ّهای تهیه‌شده انجام شد. اندازه‌گیری‌های پراش پرتو ایکس نمونه‌ها نشان داد که تمامی لایه‌های تهیه شده ساختار بلوری نوع شش‌وجهی با رشد غالب در جهت (002) و کاهش شدت قله مربوطه با افزایش آلایش نیکل دارند. تصاویر FESEM به وضوح افزایش قطر میانگین نانومیله‌های ZnO را با افزایش درصد آلایش نشان می‌دهد. گاف نواری لایه‌های اولیه ZnO و نانومیله‌های بدون آلایش ZnO روی شیشه به ترتیب 25/3 و 2/3 الکترون‌ولت اندازه‌گیری شد. مقادیر گاف انرژی اپتیکی ZnO آلاییده با نیکل در حدود (12/3، 09/3، 3) الکترون‌ولت با افزایش نرخ آلایش است. نتایج اندازه‌گیری‌های اپتیکی و ساختاری برای محاسبۀ میکروکرنش (ε) لایه‌ّهای اکسید روی آلاییده با نیکل در جهت‌های (100)، (002) و (101) استفاده شد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Ni doped ZnO nanorod/glass prepared by chemical bath deposition
نویسندگان [English]
- Hadeel Abdulrahman
- Hussein Alshemirti
Department of Physics,College of Science, University of Kufa
چکیده [English]
In this paper, Ni-doped ZnO nanorods (NRs) with concentrations of (0%, 1%, 2%, and 4%) were successfully grown on glass slides by Chemical bath deposition CBD at (85-90) °C. X-ray diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), and UV- Vis spectrum were performed to characterize the prepared films. The results of the X-ray diffraction measurements of the samples showed that all the prepared films were of a crystalline structure of the hexagonal type with the dominance of growth in the (002) direction and a decrease in the intensity of the peak characteristic with increased Ni-doped. The FESEM images show the average diameters of ZnO NRs, Ni (1%) NRs, Ni (2%) NRs and Ni (4%) NRs, there is a clear increase in the rate of the average diameters by increasing the percentage of doping. The band gap of seed layers ZnO and undoped ZnO nanorods /glass was found to be 3.25 eV and 3.2 eV respectively. The values of the optical energy gap of Ni-doped ZnO are about (3.12, 3.09, 3) eV with an increase in the rate of doping. The results of the optical and structure measurements also included calculating parameters micro strain (ε), about the Ni doped ZnO (0%, 1%, 2%, and 4%) films for (100), (002), and (101).
کلیدواژه‌ها [English]
- ZnO
- seed
- layer
- CBD method
- Ni-doped ZnO
- nanorod
- A Janotti and C G Van de Walle, Reports on progress in physics, 72 (2009) 126501.
- S Pearton and F Ren, Current Opinion in Chemical Engineering, 3 (2014) 51.
- Q Wan, Q Li, Y Chen, T -H. Wang, X He, J Li, and C Lin, Applied physics letters, 84 (2004) 3654.
- J A Anta, E Guillén, and R Tena-Zaera, The Journal of Physical Chemistry C, 116 (2012) 11413.
- Y H Lin, S R Thomas, H Faber, R Li, M A McLachlan, P A Patsalas, and T D Anthopoulos, Advanced Electronic Materials, 2 (2016) 1600070.
- H A Alshamarti and A H O Alkhayatt, Materials Science in Semiconductor Processing, 114 (2020) 105068.
- D Nagarajan and S Venkatanarasimhan, Environmental Science and Pollution Research, 26 (2019) 22958.
- S Singhal, J Kaur, T Namgyal, and R Sharma, Physica B: Condensed Matter, 407 (2012) 1223.
- Y -S Kim and W -P Tai, Applied Surface Science, 253 (2007) 4911.
- H A Alshamarti, L A Alasadi, and A H O Alkhayatt, in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (IOP Publishing, 2020), p. 072144.
- A Saboor, S M Shah, and H Hussain, Materials Science in Semiconductor Processing, 93 (2019) 215.
- A Buyukbas-Ulusan, İ Taşçıoğlu, A Tataroğlu, F Yakuphanoğlu, and S Altındal, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 30 (2019) 12122.
- S Sa-Nguanprang, A Phuruangrat, T Thongtem, and S Thongtem, Russian Journal of Inorganic Chemistry, 64 (2019) 1841.
- J Wang, Q Zhou, and W Zeng, Applied Surface Science, 479 (2019) 185.
- M S Nadeem, T Munawar, F Mukhtar, M N ur Rahman, M Riaz, A Hussain, and F Iqbal, Optical Materials, 111 (2021) 110606.
- Y Darma, S Muhammady, Y N Hendri, E Sustini, R Widita, and K Takase, Materials Science in Semiconductor Processing, 93 (2019) 50.
- S E Ahn, J S Lee, H Kim, S Kim, B H Kang, K H Kim, and G T Kim, Applied physics letters, 84 (2004) 5022.
- W Chen, C Yao, J Gan, K Jiang, Z Hu, J Lin, N Xu, J Sun, and J Wu, Materials Science in Semiconductor Processing, 109 (2020) 104918.
- J Xie, H Wang, M Duan, and L Zhang, Applied Surface Science, 257 (2011) 6358.
- W Chebil, A Gokarna, A Fouzri, N Hamdaoui, K Nomenyo, and G Lerondel, Journal of Alloys and Compounds, 771 (2019) 448.
- J Rani, A Anusiya, M Praveenkumar, S Ravichandran, R K Guduru, G Ravi, and R Yuvakkumar, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 30 (2019) 731.
- X Deng, Z Zeng, R Gao, Z Wang, G Chen, W Cai, and C Fu, Journal of Alloys and Compounds, 831 (2020) 154857.
- P Bindu and S Thomas, Journal of Theoretical and Applied Physics, 8 (2014) 123.
- S B Khan, S Irfan, and S -L. Lee, Nanomaterials, 9 (2019) 1024.
- M Sudha, S Radha, S Kirubaveni, R Kiruthika, R Govindaraj, and N Santhosh, Solid State Sciences 78 (2018) 30.
- S Fabbiyola, V Sailaja, L J Kennedy, M Bououdina, and J J Vijaya, Journal of Alloys and Compounds, 694 (2017) 522.
- M Y Ali, M Khan, A T Karim, M M Rahman, and M Kamruzzaman, Heliyon, 6 (2020) e03588.
- V Owoeye, E Ajenifuja, E Adeoye, G Osinkolu, and A Popoola, Materials Research Express, 6 (2019)
- Z Qiao, C Agashe, and D Mergel, Thin solid films, 496 (2006)
)