Growth mechanism, optical and photocatalytic properties of ZnO nanorods@nanoflowers (quantum dots) hybrid nanostructures

Liu, Xiaoyan; Cao, Jianliang; Yang, Lili; Wei, Maobin; Li, Xiuyan; Lang, Jihui; Li, Xuefei; Liu, Yang; Yang, Jing; Liu, Yaohui

doi:10.1016/j.ceramint.2015.06.049

Cited by 14 publications

(4 citation statements)

References 37 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Kajian terbaru menunjukkan bahwa oksida seng (ZnO) merupakan material yang memiliki sifat optik yang menarik [4][5][6]. Lebih lanjut, untuk meningkatkan performa tersebut, partikel nano ZnO telah disintesis dalam bentuk komposit [7][8][9][10], nano-fiber [11][12], nanoflower [13][14][15], dan lain sebagainya.…”

Section: Pendahuluanunclassified

Kajian Electronic Structure pada ZnO Nanoparticles Menggunakan Ionization Energy-Tight Binding Model

Hardianto

Taufiq

Hidayat

et al. 2018

JPSE

View full text Add to dashboard Cite

Zinc oxide (ZnO) nanoparticles have been investigated intensively due to their applications such as in optical band gap energy for semiconductor application. In general, the characterization of band gap energy of the ZnO nanoparticles has been carried out using UV-Vis spectroscopy. In this work, ionization energy-tight binding model was developed to analyze the optical band gap energy of the ZnO nanoparticles. The primary technique of the electronic structure calculation is an analytical calculation of overlap integral of 2p orbital from O and 3d orbital from Zn. The result of the calculation presents that the maximum band gap energy of ZnO nanoparticles is about of 4.4 eV, which show the similar value with experiment result.

show abstract

Section: Pendahuluanunclassified

Kajian Electronic Structure pada ZnO Nanoparticles Menggunakan Ionization Energy-Tight Binding Model

Hardianto

Taufiq

Hidayat

et al. 2018

JPSE

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…These include electron beam deposition, 50 molecular beam epitaxy, 51 ultrasonic treatment, 52 electrochemical deposition, 49,53-55 electrochemical anodization, 56 chemical vapor deposition, 57,58 chemical vapor transport (CVT), 59 vapor phase deposition, 60 physical vapor deposition, 61 thermal evaporation 32,48 lithography and Inductively Coupled Plasma (ICP) dry etching, 62 microbial synthesis, 63 and spin coating methods. 64 However, frequently solutionbased colloidal approaches in liquid media provide the most convenient and scalable route for the fabrication of colloidal semiconducting NCs with controlled size and shape. These methods enable the resulting NCs not only to be precisely tuned at the nanometer scale but also to be easily dispersed in organic or aqueous media for further processing for numerous potential applications in engineering, materials science, and biological systems.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Anisotropic3DColloidal Quantum Nanostructures

Govan¹,

Spiridonov

Fëdorov

et al. 2016

Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry

View full text Add to dashboard Cite

3D anisotropic semiconductor nanostructures have unique physical properties including a high aspect ratio, optical polarization anisotropy, polarized photoluminescence, giant birefringence, and many others. Theoretical studies of anisotropic semiconductor nanostructures have shown that their electronic and optical properties dramatically depend on their shape and size. These factors open up an access to new generation of optical, optoelectronic, and light‐harvesting devices. In this article, we demonstrate advances in the development of new 3D quantum‐confined colloidal nanostructures such as semiconductor nanotetrapods, nanomultipods, nanoflowers, nanostar and other shapes. We present the latest progress in various colloidal chemistry approaches for the synthesis of these nanostructures. We also consider the self‐organization of quantum dots in 3D superparticles. We discuss structure–property relations as well as the corresponding potential applications of these nanomaterials in light‐harvesting, energy‐conversion devices, sensing, photocatalysis, biology, and other areas. Finally, we provide conclusions and an outlook for the future development of anisotropic semiconductor nanomaterials and their technological prospects.

show abstract

“…Άλλη μια μέθοδος παραγωγής νανολουλουδιών, καθώς και άλλων νανοδομών, είναι η μέθοδος του spin coating. Και σε αυτή την περίπτωση η ολική δομή που σχηματίζεται είναι της τάξης των μερικών μικρών αποτελούμενη από νανοράβδους εκατοντάδων νανομέτρων [178]. Εικόνα 6.8:Εικόνες FESEM εικόνα από ZnO νανολουλούδια σε διαφορετική κλίμακα Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, τα νανολουλούδια επιδεικνύουν εξαιρετικές φωτοκαταλυτικές ιδιότητες ως προς την προστασία ενάντια στη φωτοαποικοδόμηση αρκετών πολυμερών [178].…”

Section: νανολουλούδια (Nanoflowers)unclassified

“…Και σε αυτή την περίπτωση η ολική δομή που σχηματίζεται είναι της τάξης των μερικών μικρών αποτελούμενη από νανοράβδους εκατοντάδων νανομέτρων [178]. Εικόνα 6.8:Εικόνες FESEM εικόνα από ZnO νανολουλούδια σε διαφορετική κλίμακα Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, τα νανολουλούδια επιδεικνύουν εξαιρετικές φωτοκαταλυτικές ιδιότητες ως προς την προστασία ενάντια στη φωτοαποικοδόμηση αρκετών πολυμερών [178]. Η ιδιότητά τους αυτή αποδίδεται στην ειδική δομή τους η οποία είναι αρκετά πορώδης και με αρκετές επιφανειακές ατέλειες και επιτρέπει τη χρήση τους σε διάφορους τομείς όπως η βιοϊατρική, η οπτοηλεκτρονική, αλλά και σαν επικαλυπτικό στρώμα για διάφορες πολυμερικές επιφάνειες, ώστε να αποκτήσουν ανθεκτικότητα στη UV ακτινοβολία.…”

Section: νανολουλούδια (Nanoflowers)unclassified

Ανάπτυξη Νανοδομών Για Βελτίωση Φάσματος Απορρόφησης Φωτοβολταϊκών Στοιχείων Και Προστασία Σύνθετων Διηλεκτρικών Υλικών Από Περιβαλλοντικές Συνθήκες

Glenis¹,

Γλένης²

View full text Add to dashboard Cite

Η παρούσα διδακτορική διατριβή χωρίζεται σε δύο μέρη και έχει αντικείμενο την ανάπτυξη νέων υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε ως φωτοβολταϊκά στοιχεία, είτε ως διηλεκτρικά υλικά. Στο πρώτο μέρος γίνεται ανάπτυξη, μελέτη και χαρακτηρισμός ως προς τη φωτοβολταϊκή συμπεριφορά επαφών Schottky Ni-CdSe καθώς και πολλαπλών επαφών Ni-CdSe-ΖnO nanoflowers. Στο δεύτερο μέρος γίνεται ανάπτυξη σύνθετων υλικών σε πολυμερική μήτρα εποξειδικής ρητίνης. Ως πληρωτικά μέσα χρησιμοποιήθηκαν σε πρώτο στάδιο πορώδης και η μη πορώδης αλούμινα (Al2O3) υπό τη μορφή πούδρας αποτελούμενη από κόκκους μικρό-κλίμακας και πόρους νάνο-κλίμακας και σε δεύτερο στάδιο ZnO nanoflowers όμοια με αυτά που χρησιμοποιήθηκαν στο πρώτο μέρος της διατριβής.Το πρώτο μέρος της παρούσας διατριβής ασχολείται με την εναπόθεση νανοδομών ZnO-nanoflowers σε επαφές Schottky Ni-CdSe αλλά και σε καθαρό Ni. Στα πλαίσια αυτής της διατριβής αναπτύχθηκαν επαφές Ni-ZnO nanoflowers με τη μέθοδο Sol-Gel spin-coating. Στη συνέχεια, γίνεται χαρακτηρισμός επιφάνειας SEM, κρυσταλλικής δομής XRD, καθώς και ηλεκτρικός χαρακτηρισμός μέσω της εξαγωγής της χαρακτηριστικής I-V των επαφών τόσο υπό τη παρουσία ασθενούς διάχυτης ηλιακής ακτινοβολίας, όσο και στο σκοτάδι σε κλωβό Faraday. Στη συνέχεια, παρήχθησαν επαφές Ni-CdSe με τη μέθοδο της ηλεκτροαπόθεσης. Ο χρόνος ηλεκτροαπόθεσης δεν ήταν σταθερός. Συγκεκριμένα οι χρόνοι ηλεκτροαπόθεσης ήταν 2 min έως και 20 min. Με αυτόν τον τρόπο το πάχος του υποστρώματος μονοκρυσταλλικού CdSe που εναποτέθηκε ήταν από 300nm και 2μm αντίστοιχα. Και για αυτές τις επαφές έγιναν οι ίδιοι χαρακτηρισμοί που έγιναν και για τις επαφές Ni-ZnO. Tέλος, προτείνονται και για τις δύο επαφές Ni-ZnO και Ni-300nm CdSe θεωρητικά μοντέλα για τον μηχανισμό δημιουργίας φορέων σε κάθε περίπτωση. Εκτός αυτού, στα πλαίσια αυτής της διατριβής έγινε εναπόθεση των ZnO nanoflowers σε επαφές Ni-CdSe (με χρόνο ηλεκτροαπόθεσης 2 min, 5 min και 10 min) με δύο τρόπους : α) με τη μέθοδο Sol-gel spin coating, όπου τα ZnO nanoflowers ήταν σε διάλυμα στεατικού οξέως και β) με απλή εναπόθεση, όπου τα ZnO nanoflowers ήταν σε διάλυμα βουτανοδυόλης. Σε όλες τις δομές έγινε χαρακτηρισμός επιφάνειας SEM, κρυσταλλικής δομής XRD, καθώς και ηλεκτρικός χαρακτηρισμός της εξαγωγής της χαρακτηριστικής I-V για κάθε δοκίμιο σε συνθήκες φωτισμού και σε συνθήκες σκότους, τόσο πριν όσο και μετά από την απαερίωση των δοκιμίων σε κενό 2mbar. Τέλος, γίνεται προσπάθεια καταγραφής και κατανόησης των μηχανισμών δημιουργίας ηλεκτρικών φορέων εκατέρωθεν που δρουν στα δοκίμια, μέσω της εξαγωγής συμπερασμάτων.Το δεύτερο μέρος της παρούσας διατριβής ασχολείται με την ανάπτυξη σύνθετων υλικών σε πολυμερική μήτρα εποξειδικής ρητίνης. Ως πληρωτικά μέσα χρησιμοποιήθηκαν σε πρώτο στάδιο πορώδης και η μη πορώδης αλούμινα (Al2O3) υπό τη μορφή πούδρας αποτελούμενη από κόκκους μικρό-κλίμακας και πόρους νάνο-κλίμακας, και σε δεύτερο στάδιο ZnO nanoflowers όμοια με αυτά που χρησιμοποιήθηκαν στο πρώτο μέρος της διατριβής. Σε πρώτο στάδιο, παρήχθησαν μαζί δοκίμια καθαρής εποξειδικής ρητίνης, δοκίμια εποξειδικής ρητίνης – μη πορώδους αλούμινας και δοκίμια εποξειδικής ρητίνης-πορώδους αλούμινας. Όλα τα δοκίμια είχαν σχήμα κυλινδρικής ράβδου και παρήχθησαν κάτω από τις ίδιες συνθήκες. Τα δοκίμια που περιείχαν αλούμινα κατασκευάστηκαν με τις εξής αναλογίες 1% Al2O3wt και 5% Al2O3wt. Εν συνεχεία, από κάθε κυλινδρική ράβδο εξήχθησαν 4 δισκία μέσω μηχανικής τόρνευσης, τα οποία χαρακτηρίστηκαν διηλεκτρικά στο πεδίο των χαμηλών συχνοτήτων ( 100 Hz-1 MHz ) με χρήση γέφυρας συχνοτήτων σύνθετης μιγαδικής ανάλυσης. Με αυτό τον τρόπο έγινε προσπάθεια ερμηνείας του ρόλου, τόσο της δομής το πληρωτικού υλικού, όσο του ποσοστού αναλογίας του όσο και των φαινομένων κατακρήμνισης που αυτό υφίσταται, στη συνολική διηλεκτρική συμπεριφορά του σύνθετου υλικού. Σε δεύτερο στάδιο, παρήχθησαν δοκίμια καθαρής εποξειδικής ρητίνης και δοκίμια εποξειδικής ρητίνης-ZnO nanoflowers κάτω από τις ίδιες περιβαντολλογικές συνθήκες σκλήρυνσης και πολυμερισμού. Τα συγκεκριμένα δοκίμια ήταν σε σχήμα δισκίου. Τα δοκίμια εποξειδικής ρητίνης-ZnO nanoflowers παρήχθησαν με αναλογίες 0,5 % wt και 2 % wt. Στη συνέχεια το δοκίμια υπέστησαν διηλεκτρικό χαρακτηρισμό στο πεδίο των υψηλών-τηλεπικοινωνιακών συχνοτήτων ( 1 ΜΗz-1 GHz ) με χρήση κατάλληλης γέφυρας συχνοτήτων LCR ανάλυσης σύνθετης μιγαδικής αντίστασης καθώς επίσης προσδιορίστηκε τόσο η ανακλαστική ικανότητας όσο η διαθλαστική ικανότητα τους στο οπτικό εύρος του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (200-1800 nm) όσο και το ενεργειακό τους διάκενο με τη χρήση φασματοφωτομέτρου. Εν συνεχεία τα δοκίμια υπεβλήθησαν σε τρεις διαδοχικούς κύκλους περιβαλλοντικής γήρανσης που ο καθένας διαρκούσε 72 ώρες μέσω κατάλληλης διάταξης τεχνητής γήρανσης. Τέλος, μεταξύ του κάθε κύκλου γήρανσης, όλες οι μετρήσεις επαναλαμβάνονταν.

show abstract

Growth mechanism, optical and photocatalytic properties of ZnO nanorods@nanoflowers (quantum dots) hybrid nanostructures

Cited by 14 publications

References 37 publications

Kajian Electronic Structure pada ZnO Nanoparticles Menggunakan Ionization Energy-Tight Binding Model

Kajian Electronic Structure pada ZnO Nanoparticles Menggunakan Ionization Energy-Tight Binding Model

Anisotropic3DColloidal Quantum Nanostructures

Ανάπτυξη Νανοδομών Για Βελτίωση Φάσματος Απορρόφησης Φωτοβολταϊκών Στοιχείων Και Προστασία Σύνθετων Διηλεκτρικών Υλικών Από Περιβαλλοντικές Συνθήκες

Contact Info

Product

Resources

About