6533b852fe1ef96bd12ab0f9

RESEARCH PRODUCT

Nanostrukturēto ZnO luminiscence ar laika izšķiršanu

subject

description

Pētīti ZnO nanopulveri, kas sintezēti ar dažādām metodēm: hidroterlmālo, plazmas un iztvaicēšanas-kondensācijas metodi Saules reaktorā. Neaktivētiem ZnO paraugiem grauda izmēri ir no 20 līdz 60 nm un ar Al aktivētiem paraugiem graudu izmēri no 28 līdz 119 nm. ZnO nanopulveri ar hidrotermālo metodi sintezēti Polijas ZA Augsto Spiedienu Fizikas institūtā un Retzemju un Krāsaino Metālu Institūtā, Rumānijā. Paraugi ar plazmas metodi iegūti Neorganiskās Ķīmijas Institūtā, Latvijā. Paraugi ar iztvaicēšanas – kondensācijas metodi iegūti Saules Enerģijas Materiālu Sintēzes Laboratorijā, Francijā. Spektrāli kinētiskie mērījumi tika veikti LU CFI, ierosinot nanopulverus ar YAG:Nd lāzeru (266nm, 4.66eV) un elektronu paātrinātāju. Neaktivētu ZnO nanopulveru fotoluminiscences spektri ir atkarīgi no sintēzes metodes. Visiem paraugiem istabas temperatūrā ir novērojama eksitonu luminiscences josla pie 3.26 eV. Hidrotermāli sintezētiem paraugiem defektu luminiscences joslas maksimums ir novērojams pie 1.9 eV, bet plazmā un iztvaicēšanas-kondensācijas Saules reaktorā sintezētiem paraugiem defektu luminiscences joslas maksimums ir novietots pie 2.4 eV. Analizējot luminiscences spektrus un dzišanas kinētikas parādīts, ka katrai joslai atbilst savs luminiscences centrs. Iztvaicēšanas-kondensācijas procesā Saules reaktorā neatkarīgi no izejas materiāla iegūst nanopulverus, kuriem eksitonu joslas luminiscences intensitāte ir stipri lielāka nekā izejas nanopulveriem. Eksitonu un defektu joslas luminiscences intensitāšu attiecība palielinās pēc iztvaicēšanas-kondensācijas procedūras. Tas norāda, ka šādu nanopulveru kristāliskā struktūra ir tuvāka ideālai, nekā izejas nanopulveriem. Ar Al aktivētos paraugos pēc iztvaicēšanas-kondensācijas procedūras ir novērojama eksitonu joslas luminiscences intensitātes atkarība no Al koncentrācijas. Ir noteikts, ka izejmateriālā pārsniedzot Al koncentrāciju 2.5 sv%, eksitonu joslas luminiscences intensitāte iziet uz piesātinājumu un ievērojami nemainās. Tas ir saistīts ar to, ka eksistē Al robežkoncentrācija, kuru var ieaudzēt ZnO. Analizējot defektu luminiscences dzišanas kinētikas ir konstatēts, ka tās ir atkarīgas no nanopulveru morfoloģijas un specifiskā virsmas laukuma. Samazinoties daļiņu izmēram, palielinās specifiskās virsmas laukums un pievirsmas slānim ir ievērojama ietekme uz defektu luminiscenci.