Синтез чистих та легованих марганцем наночастинок оксиду цинку з розчину: структурно-оптичне дослідження

  • Реймонд А. Антві Факультет фізики, Університет науки і технологій Кваме Нкрума, Кумасі, Гана https://orcid.org/0000-0002-3488-7143
  • Ісаак Нкрума Kwame Nkrumah University of Science and Technology https://orcid.org/0000-0003-4030-7931
  • Френсіс К. Ампонг Факультет фізики, Університет науки і технологій Кваме Нкрума, Кумасі, Гана https://orcid.org/0000-0003-3562-8183
  • Марк Паал Факультет фізики, Університет науки і технологій Кваме Нкрума, Кумасі, Гана https://orcid.org/0000-0002-6465-2708
  • Рубен Й. Тамакло Факультет фізики, Університет науки і технологій Кваме Нкрума, Кумасі, Гана https://orcid.org/0000-0002-5563-5930
  • Роберт К. Нкум Факультет фізики, Університет науки і технологій Кваме Нкрума, Кумасі, Гана https://orcid.org/0000-0003-0404-760X
  • Френсіс Боак'є Факультет фізики, Університет науки і технологій Кваме Нкрума, Кумасі, Гана
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-4-13
Ключові слова: оксид цинку легований марганцем, фази процесу розчину, кристалічна структура, оптична заборонена зона

Анотація

Чисті та леговані марганцем наночастинки оксиду цинку були успішно синтезовані в діапазоні складу Zn1-xMnxO (0<x<0,5) за допомогою процесу росту з розчину. Вплив легування Mn на структуру, морфологію та оптичні властивості досліджували кількома методами. Рентгеноструктурні дослідження підтвердили формування однофазної полікристалічної гексагональної структури вюрциту ZnO в діапазоні 0 < x < 0,3. Жодних вторинних фаз, пов’язаних з Mn, у цьому діапазоні не виявлено, що можна пояснити тим фактом, що атоми легуючої домішки були добре включені в кристалічну решітку ZnO. Для Zn1-xMnxO (x = 0,5) на дифрактограмі спостерігалося кілька піків низької інтенсивності, що належать до залишків ацетату марганцю, що встановлює межу розчинності для використаної методики синтезу. Зміна d-інтервалу з процентним легуванням Mn показала дуже хорошу узгодженість із законом Вергарда в діапазоні (0<x<0,25). Аналіз наночастинок EDAX підтвердив утворення ZnO, легованого Mn. Оптична заборонена зона наночастинок ZnO зменшувалася лінійно зі збільшенням відсотка легування Mn, що свідчить про можливість налаштування ширини забороненої зони ZnO шляхом легування Mn.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

P. Chaudhary, F. Fatima, and A. Kumar, Journal of inorganic and organometallic polymers and materials, 30, 5180 (2020). https://doi.org/10.1007/s10904-020-01674-8

R.N. Ali, H. Naz, J. Li, X. Zhu, P. Liu, and B. Xiang, Journal of Alloys and Compounds, 744, 90 (2018). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.02.072

F. Giovannelli, A.N. Ndimba, P. Diaz-Chao, M. Motelica-Heino, P.I. Raynal, C. Autret, and F. Delorme, Powder Technology, 262, 203 (2014). https://doi.org/10.1016/j.powtec.2014.04.065

M. Gotić, T. Jurkin, S. Musić, K. Unfried, U. Sydlik, and A. Bauer-Šegvić, Journal of Molecular Structure, 1044, 248 (2013). https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2012.09.083

G. Voicu, O. Oprea, B. S. Vasile, and E. Andronescu, Journal of Nanomaterials and Biostructures, 8(2), 667 (2013). https://chalcogen.ro/667_Voicu.pdf

R. Buonsanti, and D.J. Milliron, Chemistry of Materials, 25(8), 1305 (2013). https://doi.org/10.1021/cm304104m

A.K. Singh, G.S. Thool, P.R. Bangal, S.S. Madhavendra, and S.P. Singh, Industrial & Engineering Chemistry Research, 53(22), 9383 (2014). https://doi.org/10.1021/ie500077v

N. Singh, S. Mittal, K.N. Sood, and P.K. Gupta, Chalcogenide Letters, 7(4), 275 (2010). http://chalcogen.ro/275_Singh.pdf

D. Wu, Z. Huang, G. Yin, Y. Yao, X. Liao, D. Han, X. Huang, and J. Gu, Cryst. Eng. Comm. 12(1), 192 (2010). https://doi.org/10.1039/B909780E

A.S. Hassan, K. Abdalla, and A.M. Moanes, IJSRSET, 3(8), 94 (2017). https://ijsrset.com/paper/3167.pdf

T.M. Dhruvashi, and P.K. Shishodia, Adv. Mater. Lett., 7(2), 116 (2016). https://doi.org/10.5185/amlett.2016.5966

A. Boumezoued, K. Guergouri, M. Zaabat, D. Recham, and R. Barille, in: Proceeedings of International Agricultural, Biological & Life Science Conference, edited by Y. Kaya, and T. Popova, (Edirne, Turkey, 2018), 250-258.

E.N.A. Armah, F.K. Ampong, M. Egblewogbe, H.A. Koffi, F. Boakye, J.K.A. Amuzu, and R.K. Nkum, Advanced Nano Research, 2(1), 53 (2019). https://doi.org/10.21467/anr.2.1.53-61

T.J. Jacobsson, Naturvetarprogrammet Kemi, (Uppsala Universitet, 2009).

E.N.A.A. Armah, M. Egblewogbe, H.A. Koffi, A.A. Yankson, F.K. Ampong, F. Boakye, J.K.A. Amuzu, and R.K. Nkum, Adv. Nan. Res. 3(1), 28 (2020). https://doi.org/10.21467/anr.3.1.28-39

N. Guermat, W. Daranfed, I. Bouchama, and N. Bouarissa, Journal of Molecular Structure, 1225, 129134 (2021). https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.129134

M. Shatnawi, A.M. Alsmadi, I. Bsoul, B. Salameh, M. Mathai, G. Alnawashi, G.M. Alzoubi, et al., Results in Physics, 6, 1064(2016). https://doi.org/10.1016/j.rinp.2016.11.041

P. Sebayang, C. Kurniawan, R.Y. Lubis, I. Priyadi, and D. Aryanto, Makara Journal of Science, 24(2), 5 (2020). https://doi.org/10.7454/mss.v24i1.11914

A.K. Singh, G.S. Thool, P.R. Bangal, S.S. Madhavendra, and S.P. Singh, Industrial & Engineering Chemistry Research, 53(22), 9383 (2014). https://doi.org/10.1021/ie500077v

R. Saravanan, F. Santhanam, and J.L. Berchmans, Chemical Papers, 66(3), 226 (2012). https://doi.org/10.2478/s11696-011-0129-8

D.S. Cook, J.E. Hooper, D.M. Dawson, J.M. Fisher, D. Thompsett, S.E. Ashbrook, and R.I. Walton, Inorganic Chemistry, 59(6), 3805 (2020). https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.9b03459

U. Hotjie, C. Rose, and M. Binnewies, Solid State Sciences, 5(9), 1259 (2003). https://doi.org/10.1016/S1293-2558(03)00177-8

F.K. Ampong, J.A.M. Awudza, R.K. Nkum, F. Boakye, P.J. Thomas, and P. O’Brien, Solid State Sciences, 40, 50 (2015). https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2014.12.013

B. Clavier, A. Zhadan, T. Baptiste, F. Boucher, A. Guiet, F. Porcher, V. Brezová, et al., Dalton Transactions, 51(21), 8411 (2022). https://doi.org/10.1039/D2DT00352J

G.M. Muralikrishna, B. Tas, N. Esakkiraja, V.A. Esin, K.H. Kumar, I.S. Golovin, I.V. Belova, et al., Acta Materialia, 203, 116446 (2021). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.10.065

E.A. Botchway, F.K. Ampong, I. Nkrumah, D.B. Puzer, R.K. Nkum, and F. Boakye, East European Journal of Physics, 2, 249 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-2-28

M. Paal, I. Nkrumah, F.K. Ampong, D.U. Ngbiche, R.K. Nkum, and F. Boakye, Science Journal of University of Zakho, 8(3), 97 (2020). https://doi.org/10.25271/sjuoz.2020.8.3.752

D. Thakur, A. Sharma, A. Awasthi, D.S. Rana, D. Singh, S. Pandey, and S. Thakur, Chemosensors, 8(4), 120 (2020). https://doi.org/10.3390/chemosensors8040120

I. Nkrumah, F.K. Ampong, A. Britwum, M. Paal, B. Kwakye-Awuah, R.K. Nkum, and F. Boakye, Chalcogenide Letters, 20(3), 205 (2023). https://doi.org/10.15251/CL.2023.203.205

A. Abdel-Galil, M.R. Balboul, and A. Sharaf, Physica B, 477, 20 (2015). https://doi.org/10.1016/j.physb.2015.08.001

Опубліковано
2023-12-02
Цитовано
Як цитувати
Антві, Р. А., Нкрума, І., Ампонг, Ф. К., Паал, М., Тамакло, Р. Й., Нкум, Р. К., & Боак’є, Ф. (2023). Синтез чистих та легованих марганцем наночастинок оксиду цинку з розчину: структурно-оптичне дослідження. Східно-європейський фізичний журнал, (4), 129-136. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-4-13
Номер
№ 4 (2023): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2023 Реймонд А. Антві, Ісаак Нкрума, Френсіс К. Ампонг, Марк Паал, Рубен Й. Тамакло, Рубен К. Нкум, Френсіс Боак'є

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).