Вплив адсорбції субмоношарових покриттів Cs на електронну структуру та фізичні властивості NiO та MoO₃
Анотація
За допомогою методів вимірювання залежності справжнього виходу вторинних електронів δ від енергії первинних електронів Ep, а також спектроскопії Оже-електронів та фотоелектронів, досліджено вплив осадження Cs товщиною θ від 0,2 до 4 моношарів на склад, щільність станів валентних електронів та параметри енергетичних зон плівок NiO та MoO₃. Показано, що при θ = 1 ML відбувається найбільше зменшення електронної спорідненості χ та найбільше збільшення виходу вторинних електронів δ і квантового виходу фотоелектронів Y. При цьому ширина забороненої зони Eg та положення піків у спектрах валентних електронів практично не змінюються. Вперше показано, що для NiO при θ = 1 ML значення поверхневої електронної спорідненості χ наближається до нуля. Встановлено, що за θ > 1 ML зміни складу, структури, емісійних та оптичних властивостей системи Cs–NiO починають залежати від товщини плівки Cs.
Завантаження
Посилання
T.U. Devi, E.R. Kumar, M. Kumar, B. Balraj, Ch. Sivakumar, P. Matheswaran, N. Chandrasekar, et al., “Physicochemical properties and photocatalytic activity of MoO₃ nanostructures: evaluation of structural, optical, vibrational, and morphological properties,” Ceram. Int. 49, 13994–14006 (2023). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.12.281
D.K. Halwar, V.V. Deshmane, and A.V. Patil, “The combination of nickel oxide (NiO) and molybdenum trioxide (MoO₃) for pollutant gas detection,” J. Electron. Mater. 52, 1840–1853 (2023). https://doi.org/10.1007/s11664-022-10130-x
N.G. Prakash, M. Dhananjaya, A.L. Narayana, D.P.M.D. Shaik, P. Rosaiah, and O.M. Hussain, “High-performance one-dimensional α-MoO₃ nanorods for supercapacitor applications,” Ceram. Int. 44, 9967–9975 (2018). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.03.032
P.A. Dement’ev, E.V. Ivanova, M.N. Lapushkin, D.A. Smirnov, and S.N. Timoshnev, “Electronic structure of molybdenum oxidized in air,” Phys. Solid State, 61, 1993–1998 (2019). https://doi.org/10.1134/S1063783419110131
F. Ma, Y. Zhao, J. Li, X. Zhang, H. Gu, and J. You, “Nickel oxide for inverted structure perovskite solar cells,” J. Energy Chem. 52, 393–411 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jechem.2020.04.027
M.M. Uplane, S.H. Mujawar, A.I. Inamdar, P.S. Shinde, A.C. Sonavane, and P.S. Patil, “Structural, optical, and electrochromic properties of nickel oxide thin films grown from electrodeposited nickel sulphide,” Appl. Surf. Sci. 253, 9365 9371 (2007). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2007.05.069
H. Sato, T. Minami, S. Takata, and T. Yamada, “Transparent conducting p-type NiO thin films prepared by magnetron sputtering,” Thin Solid Films, 236, 27–31 (1993). https://doi.org/10.1016/0040-6090%2893%2990636-4
M. Bonomo, “Synthesis and characterization of NiO nanostructures: A review,” J. Nanopart. Res. 20, 222 (2018). https://doi.org/10.1007/s11051-018-4327-y
H.P. Parkhomenko, M.N. Solovan, and P.D. Maryanchuk, “Electrical properties of p-NiO/n-Si heterostructures based on nanostructured silicon,” Semiconductors, 52, 859–863 (2018). https://doi.org/10.1134/S1063782618070163
M.B. Rammal, and S. Omanovic, “Synthesis and characterization of NiO, MoO₃, and NiMoO₄ nanostructures through a green facile method and their potential use as electrocatalysts for water splitting,” Mater. Chem. Phys. 255, 123570 (2020). https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2020.123570
P.H. Silva, D.T. Cestarolli, and E.M. Guerra, “Band gap values and structural changes in MoO₃ obtained by ion-exchange method,” Opt. Mater. 164, 117063 (2025). https://doi.org/10.1016/j.optmat.2025.117063
E. Pavoni, M.G. Modreanu, E. Mohebbi, D. Mencarelli, P. Stipa, E. Laudadio, and L. Pierantoni, “First-principles calculation of MoO₂ and MoO₃ electronic and optical properties compared with experimental data,” Nanomaterials, 13, 1319 (2023). https://doi.org/10.3390/nano13081319
A. Özkartal, and D.T. Noori, “Effects of thermal annealing on the characterization of p-NiO/n-GaAs heterojunctions produced by thermal evaporation,” J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 32, 13462–13471 (2021). https://doi.org/10.1007/s10854-021-05924-4
R. Senthilkumar, G. Anandhababu, T. Mahalingam, and G. Ravi, “Photoelectrochemical study of MoO₃ films with assorted morphologies formed by thermal evaporation,” J. Energy Chem. 25, 798–804 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jechem.2016.04.005
D. Parviz, M. Kazemeini, A.M. Rashidi, et al., “Synthesis and characterization of MoO₃ nanostructures by solution combustion method employing morphology and size control,” J. Nanopart. Res. 12, 1509–1521 (2010). https://doi.org/10.1007/s11051-009-9727-6
B. Miao, W. Zeng, L. Lin, and Sh. Xu, “Characterization and gas-sensing properties of NiO nanowires prepared through the hydrothermal method,” Physica E, 52, 40–45 (2013). https://doi.org/10.1016/j.physe.2013.03.006
J.-K. Song, J.-S. Ahn, and E.-M. Han, “Characteristics of perovskite solar cells with a nanostructured MoO₃ hole transport layer prepared by hydrothermal synthesis,” Korean J. Mater. Res. 30, 81–86 (2020). https://doi.org/10.3740/MRSK.2020.30.2.81
M.Ch. Fite, S.D. Karse, and L.M. Gode, “Optical and photocatalytic properties of nickel oxide nanoparticles,” J. Cryst. Growth, 660, 128163 (2025). https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2025.128163
P.M. Ponnusamy, S. Agilan, N. Muthukumarasamy, T.S. Senthil, G. Rajesh, M.R. Venkatraman, and D. Velauthapillai, “Structural, optical, and magnetic properties of undoped NiO and Fe-doped NiO nanoparticles synthesized by a wet chemical process,” Mater. Charact. 114, 166–171 (2016). https://doi.org/10.1016/j.matchar.2016.02.020
S. Kakherskyi, R. Pshenychnyi, O. Dobrozhan, et al., “Structural, microstructural, chemical, and optical properties of NiO nanocrystals and films obtained by 3D printing,” Appl. Phys. A, 127, 715 (2021). https://doi.org/10.1007/s00339-021-04847-5
B.G. Bharate, “Synthesis of molybdenum oxide nanoparticles by the sol–gel method for ammonia gas sensing,” Biomed. J. Sci. Tech. Res. 37, 29172–29175 (2021). https://doi.org/10.26717/BJSTR.2021. 37.005957
N. Mebrouki, S.B. Hamida, L. Benmebrouk, R. Gheriani, and L. Zenkhri, “Synthesis and characterization of nickel oxide thin films by spray pyrolysis: effect of nickel source nature,” Asian J. Res. Chem. 15, 159–162 (2022). https://doi.org/10.52711/0974-4150.2022.00026
F. Chandoul, A. Boukhachem, F. Hosni, H. Moussa, M.S. Fayache, M. Amlouk, and R. Schneider, “Change in the properties of nanostructured MoO₃ thin films under gamma-ray irradiation,” Ceram. Int. 44, 12483–12490 (2018). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.04.040
G.X. Allayarova, D.A. Tashmukhamedova, R. Djabbarganov, and B.E. Umirzakov, “Formation of nanoscale MoO₃ films by thermal oxidation and ion bombardment,” J. Surf. Investig. 15, 81–84 (2021). https://doi.org/10.1134/S1027451021010043
S. Boulila, M. Ghamnia, A. Boukhachem, et al., “Photocatalytical properties of Ba-doped NiO nanofilms,” Philos. Mag. Lett. 100, 283–293 (2020). https://doi.org/10.1080/09500839.2020.1760389
D.A. Tashmukhamedova, and M.B. Yusupjanova, Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 15(5), 1054-1057 (2021). https://doi.org/10.1134/S1027451021050402
Y. Aoun, M. Marrakchi, S. Benramache, et al., “Preparation and characterization of monocrystalline Na-doped NiO thin films,” Mater. Res. 21, e20170681 (2018). https://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2017-0681
B.E. Umirzakov, D.A. Tashmukhamedova, S.T. Gulyamova, et al., Effect of Ba⁺ ion implantation on the composition and electronic properties of MoO₃/Mo(111) films,” Tech. Phys. 65, 795–798 (2020). https://doi.org/10.1134/S1063784220050242
D.A. Tashmukhamedova, M.B. Yusupjanova, G.Kh. Allayarova, and B.E. Umirzakov, “Crystal structure and band gap of nanoscale phases of Si formed at various depths of the near-surface region of SiO2,” Technical Physics Letters, 46(10), 972 975 (2020). https://doi.org/10.1134/S1063785020100144
Sh. Wang, and A.J.R. Hensley, “Dopant effects on the environment-dependent chemical properties of NiO(100) surfaces,” Appl. Surf. Sci. 682, 161679 (2025). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.161679
Kh.Kh. Boltaev, D.A. Tashmukhamedova, and B.E. Umirzakov, “Structure and electronic properties of nanoscale phases and nanofilms of metal silicides produced by ion implantation in combination with annealing,” Journal of Surface Investigation, X_ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 8(2), 326–331 (2014). https://doi.org/10.1134/S1027451014010108
Y.S. Ergashov, D.A. Tashmukhamedova, F.G. Djurabekova, and B.E. Umirzakov, “Effect of surface microroughness on the composition and electronic properties of CdTe/Mo(111) films,” Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, 80(2), 138 (2016). https://doi.org/10.3103/S1062873816020064
B. E. Umirzakov, D. A. Tashmukhamedova, M. K. Ruzibaeva, et al., “Investigation of change of the composition and structure of the CaF2/Si films surface at the low-energy bombardment,” Nucl. Instr. and Meth. B. 326, 322–325 (2014). https://doi.org/10.1016/j.nimb.2013.10.094
D.A. Tashmukhamedova, “Study of composition and electronic structure of CoSi2/Si interface” Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics 70(8), 1409-1411. (2006). https://elibrary.ru/item.asp?id=27854241
M.B. Yusupjonova, D.A. Tashmukhamedova, B.E. Umirzakov, S.S. Pak, Z.R. Saidakhmedova, and Sh.K. Salieva, “Influence of implantation of active metal ions on the composition, emission and optical properties of MgO films,” East European Journal of Physics, (1), 260-264 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-1-29
Авторське право (c) 2026 А.У. Хужаніязова, В.Ф. Ташмухамедова, В.Е. Умірзаков, М.В. Юсупжонова, З.Р. Саїдахмедова, Ш.К. Салієва
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).
