Оптичні, структурні та радіоспектроскопічні дослідження наноструктур ZnO/MnO, синтезованих методом ультразвукового піролізу аерозолю

Abstract

Розроблено технологію синтезу нанокристалів (НК) ZnO та ZnO, легованого магнітною домішкою Mn у концентраціях 2% та 4%, методом ультразвукового піролізу аерозолю. Структурні, морфологічні та оптичні властивості синтезованих НК ZnO були досліджені методами рентгенівської дифракції, скануючої електронної мікроскопії, електронного парамагнітного резонансу (ЕПР), спектроскопії комбінаційного розсіювання та фотолюмінесценції. Дефектний приповерхневий шар у НК ZnO:Mn був ідентифікований на основі аналізу спектрів ЕПР. Термічний відпал зразків при T = 850°C призводить до впорядкування кристалічної структури НК ZnO:Mn. Межа розчинності домішки Mn становить менше 2%. Аналіз спектрів комбінаційного розсіювання показав, що НК ZnO:Mn покриті оболонками ZnMn2O4 та d--MnO2. Значне збільшення інтенсивності екситонної фотолюмінесценції для наночастинок ZnO, спричинене покращенням структурної досконалості наночастинок, є результатом збільшення швидкості потоку рідини до 40 л/год під час процесу синтезу. Таким чином, оптимальні технологічні режими для формування високоякісних, структурно досконалих наночастинок ZnO можна розробити, змінюючи швидкість потоку рідини під час процесу синтезу.