view in publisher's site

Structural, diffused reflectance and photoluminescence study of cerium doped ZnO nanoparticles synthesized through simple sol–gel method

Cerium ion doped ZnO (ZnO:Ce3+) nanomaterials were successfully synthesized via inexpensive sol–gel method. The effect of Ce ion doping on the structural and optical properties of ZnO nanoparticles were investigated in detail. Crystallography and morphology were investigated by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). X ray diffraction results revealed that increasing cerium concentration from 0.3 to 1.0 mol%, a gradual increment in lattice parameters followed by the reduction in average crystallite size from 20 nm to 16 nm was observed. The XRD patterns demonstrate that the ZnO nanoparticles are highly crystalline and cerium ions were successfully incorporated into the lattice position of ZnO. Formation of ZnO:Ce3+ nanoparticles were observed from the transmission electron microscopy. Furthermore, optical absorption and photoluminescence (PL) spectroscopy measurements confirm this finding. Optical band gap energy of undoped ZnO was ∼3.18 eV which decreased to 3.14 eV by introducing cerium ion (0.3 mol%), moreover, the band gap reduced to 3.13 eV as a result of increasing cerium concentration up to 1.0 mol% which leads to the formation of various optically active sub-levels. Photoluminescence spectroscopic results revealed that UV emission originated from near-band-edge transitions. The shift in the near-band-edge emissions towards lower wavelength attributed to the change in the carrier concentration or strain induced by doping. The intense band ∼545 nm and 564 nm for ZnO:Ce1.0 mol% may be due to charge transfer of ZnO lattice to the cerium ion. The band ∼613 (2.02 eV) nm may be due to 4f–4f intra-shell transition 5D0 → 7F2 confirms the incorporation of Ce3+ in to wurtzite ZnO host by substitution on the Zn sub lattice.

مطالعات ساختاری، diffused و photoluminescence of ZnO doped شده، از طریق روش sol - ژل ساده سنتز شدند.

ZnO های تغلیظ یونی (ZnO: Ce۳ +)با موفقیت از طریق روش sol - ژل inexpensive سنتز شدند. تاثیر دوپینگ مثبت یونی بر خواص ساختاری و نوری of ZnO به طور دقیق مورد بررسی قرار گرفت. Crystallography و مورفولوژی توسط پراش اشعه ایکس (XRD)و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM بررسی شدند. نتایج پراش پرتو ایکس نشان داد که افزایش غلظت cerium از ۰.۳ تا ۱ mol %، افزایش تدریجی در پارامترهای شبکه به دنبال کاهش اندازه crystallite از ۲۰ نانومتر تا ۱۶ نانومتر مشاهده شد. الگوهای XRD نشان می‌دهند که نانوذرات ZnO به شدت بلوری و cerium، با موفقیت در موقعیت شبکه‌ای ZnO ثبت شدند. تشکیل ZnO: Ce۳ + نانوذرات از میکروسکوپ الکترونی انتقالی مشاهده شد. علاوه بر این، اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی جذب نوری و photoluminescence (PL)این یافته‌ها را تایید می‌کنند. انرژی شکاف باند نوری (undoped های ZnO، به میزان ۳.۱۸ / ۳ eV افزایش یافت که در نتیجه افزایش غلظت cerium به ۱ mol % کاهش یافت که منجر به شکل‌گیری سطوح - مختلف (اپتیک)مختلف شد. نتایج طیف‌سنجی photoluminescence نشان داد که انتشار UV از گذاره‌ای لبه نزدیک به باند ناشی می‌شود. تغییر در گازهای گلخانه‌ای نزدیک به باند به نسبت طول‌موج کم‌تر نسبت به تغییر در غلظت حامل یا فشار ناشی از ناخالصی است. گروه فشرده ۵۴۵ نانومتر و ۵۶۴ نانومتر برای ZnO: Ce۱. ۰ mol % ممکن است به دلیل انتقال بار of های ZnO به یون cerium باشد. شکل ۵.۲ ممکن است به علت ۴ f - ۴ f - ۴ f - باشد که ترکیب Ce۳ + را تایید می‌کند و میزبان را با جانشینی بر روی شبکه فرعی Zn (Zn ۲)نشان می‌دهد.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.