Aqui, nós preparar e caracterizar novos hierárquicos nanoestruturas de ZnO / CdSSe árvore-like, onde ramos CdSSe são cultivadas em nanofios de ZnO alinhados verticalmente. Os nanotrees resultantes são um material potencial para a conversão de energia solar e outros dispositivos opto-electrónicos.
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Artigo de método
Síntese de hierárquicos ZnO / CdSSe heterostructure Nanotrees
Neste artigo
Resumo
Resumo
Um procedimento de deposição de vapor químico de duas etapas é aqui empregue para preparar hierárquicos ZnO / CdSSe hetero-nanoestruturas de árvore. As estruturas são compostas por ramos CdSSe cultivadas em nanofios de ZnO que estão verticalmente alinhados sobre um substrato de safira transparente. A morfologia foi medida através de microscopia eletrônica de varredura. A estrutura cristalina foi determinada por análise de difracção de pó de raios-X. Tanto o ZnO caule e ramos CdSSe tem uma estrutura de cristal predominantemente wurtzita. A proporção molar de S e Se, nos ramos CdSSe foi medido por espectroscopia de raios X de energia dispersiva. Os ramos CdSSe resultar em forte absorção de luz visível. Fotoluminescência (PL) espectroscopia mostraram que o caule e dos ramos formam um heterojun�o tipo II. medições vida PL mostraram uma diminuição no tempo de vida de emissão das árvores, quando em comparação com a emissão de ZnO hastes individuais ou ramos CdSSe e indicar rápida transferência de carga entre CdSSe e ZnO. o verticamente alinhados ZnO hastes proporcionar uma via de transporte de electrões directamente para o substrato e para permitir a separação de carga eficiente após fotoexcitação pela luz visível. A combinação das propriedades acima mencionadas faz ZnO / CdSSe nanotrees candidatos promissores para aplicações em células solares, fotocatálise, e dispositivos opto-electrónicos.
Introdução
ZnO é um semicondutor II-VI com um gap (BG) de 3,3 eV, uma alta mobilidade de elétrons e um 1,2 energia de ligação grande éxciton. É um material semicondutor abundante com uma infinidade de aplicações presentes e futuras em dispositivos ópticos, células solares, e fotocatálise. No entanto, ZnO é transparente, o que limita a sua aplicação na gama espectral visível. Portanto, materiais absorventes de luz visível, tais como semicondutores narrow-gap 3, moléculas de corante 4, e polímeros fotossensíveis 5, têm sido frequentemente utilizados para sensibilizar ZnO a absorção de luz visível.
CDs (BG 2,....
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Protocolo
1. Síntese de árvore-como ZnO / CdSSe Nanoestruturas
- O pré-tratamento e ouro revestimento de substratos de safira
NOTA: O filme de ouro actua como um catalisador no crescimento dos nanofios de ZnO.- lâminas de safira limpa (a-avião, 10 × 10 × 1 mm) em 99,5% de etanol com 5 min de sonicação para preparar o substrato para Au pulverização catódica.
- Depositar a 10 nm (± 2 nm) filme -grossa de ouro nas lâminas de safira com um revestidor por crepitação e alvo de ouro.
- Síntese de nanofios de ZnO
NOTA: O passo de sonicação 1.2.2 resulta em uma ZnO homogênea e carbono (/ C ZnO) mistura. Após a mi....
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Resultados
A Figura 1 mostra o mecanismo de crescimento de ZnO / NTs CdSSe. O procedimento envolveu um processo catalítico de vapor-líquido-sólido (VLS), seguido por um crescimento de vapor-sólido não catalítico (VS). No primeiro passo VLS, ZnO e C reagem na atmosfera de Ar, resultando em Zn metálico e óxido de carbono. Zn é subsequentemente dissolvido no precursor de ouro no substrato de safira. nanofios de ZnO crescer a partir do Zn dissolvido e oxigênio residual. No segundo pass.......
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Discussão
O alinhamento vertical das nanofios de ZnO (hastes) baseia-se no crescimento epitaxial sobre o substrato. Nanofios de ZnO crescer preferencialmente ao longo da <0001> direção que combina com a periodicidade de um plano de safira 12. Portanto, o tipo e a qualidade do substrato são muito importantes. Diferentes espessuras do revestimento de ouro no substrato, a partir de 5 nm a 20 nm, foram testados e mostraram nenhuma diferença significativa no crescimento de nanofios de ZnO. O comprimento dos nanofios d.......
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Divulgações
Dados e números neste artigo são citados na literatura em nanotecnologia por Li et al. 17.
Agradecimentos
Os autores agradecem Svilen Bobev por sua ajuda com os espectros de DRX e K. Booksh de assistência com o equipamento de pulverização catódica coater.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| ZnO | Sigma Aldrich | 1314-13-2 | |
| Carvão Ativado | Alfa | 231-153-3 | |
| CdSe | Sigma Aldrich | 1306-24-7 | |
| CdS | Sigma | Aldrich 1306-23-6 | |
| Safira | MTI | 2SP | a-plane, 10 &vezes; 10 &vezes; 1 mm |
| Forno | Lindberg Blue M | SSP | |
| Microscópio eletrônico de varredura | Hitachi | S5700 | montado com um detector Oxford Inca X-act |
| Difratômetro de pó de raios-X | Rigaku | MiniFlex | filtrado Kα radiação (λ=1.5418 Å) |
| Oscilador de Ti:safira amplificado | Coherent Mantis | Coherent Legend-Elite | |
| Módulo de detecção de fóton único | ID Quantique | ID-100 | |
| Revestidor de pulverização catódica | Cressington | 308 | montado com alvo de ouro |
| Espectrômetro de sonda de fibra | Controle de fótons | SPM-002 | |
| Filtro de Vidro Colorido | Thorlabs | FGB37-A - & Oslash; 25 mm BG40 | Revestido AR: 350 - 700 nm |
| Gás argônio comprimido | Keen | 7440-37-1 |
Referências
- Swank, R. K. Surface Properties of II-VI. Compounds. Phys. Rev. 153 (3), 844-849 (1967).
- Bagnall, D. M., et al. Optically pumped lasing of ZnO at room temperature. Appl Phys. Lett. 70 (17), 2230-2232 (1997).
- Zheng, Z. K., Xie, W., Lim, Z. S., You, L., Wang, J. L.
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Reimpressões e permissões
