Farklı üretim koşullarında sentezlenen ZnFeO bileşiklerinin karakterizasyonunun derlenmesi

Abstract

60 MeV yüksek eksiton bağlama enerjisine ve 3,37 eV geniş band aralığına sahip olan çinko oksit (ZnO) yarı iletken malzemeler, optoelektronik adını verdiğimiz cihaz uygulamaları için literatürde önemli bir yer tutmaktadır. Bu üstün elektriksel/optik özellikleri sebebiyle ZnO'nun fotodedektörler, lazer diyotlar ve LED' ler gibi birçok uygulama alanında kullanılmaktadır.ZnO ince filmlerin üretilmesi için sol-jel, sprey piroliz, buharlaştırma, atomik tabaka biriktirme, spin coating ve püskürtme gibi çeşitli teknikler kullanılır.Bu derleme çalışması, sol-jel yöntemiyle hazırlamış, 400, 450, 500, 550 ve 600 oC sıcaklıklarında tavlanarak, taramalı elektron mikroskonu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) kullanılarak karakterize edilen ZnFeO nanoparçacıkların manyetik özellikleri güncel gelişmeler ışığında tartışılmıştır. Katkısız ve Fe katkılı ZnO'nun farklı oranlarda hazırlanmış olan ince filmlerinin optik, yapısal ve yüzey filmlerinin etkileri belirlenip yorumlanmıştır. X-ışını difraksiyon deseni sonuçlarından Fe katkılanması sonucu oluşan kristalin kalitesinin düştüğü gözlemlenmiştir. Ayrıca atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ölçümleri ile yüzey pürüzlülüğü ve ZnO ince filmlerinin yüzey morfolojisi hakkında yapılan çalişmalar incelenmiştir. Filmlerin yüzeyinin tekdüze yani homojen bir dağılıma sahip olduğu ve arttırılan Fe katkısı ile taneciklerin büyüklüklerinde azalma eğilimi olduğu görülmektedir. 10-320 K aralığındaki olan yasak enerji değerleri 10K adımlarla sıcaklığın bir fonksiyonu olarak hesaplandığı görülmektedir. Ayrıca artan Fe katkısı ile yasak enerji aralığının azaldığı, ultraviyole ve görünür ışık (UV-Vis) soğurma spektroskopisi ölçümleri ile gözlemlenmiştir.Ayrıca titreşimli örnek manyetometresi (VSM) ile sıcaklığın manyetik alana bağlı mıknatıslanmalarıyla ölçümleri araştırılmıştır. Bunun yanında sıcaklığın fonksiyonu olan sıfır manyetik alanda soğutma ölçüm sonuçları parçacık büyüklüğü ve parçacık morfolojisine göre yorumlar yer almaktadır.

Zinc oxide (ZnO) semiconductor materials having a high excitatory bonding energy of 60 MeV and a wide band range of 3.37 eV have an important place in the literature for the device applications we call optoelectronics. Due to these superior electrical / optical properties, ZnO is used in many applications such as photodetectors, laser diodes and LEDs.Various techniques such as sol-gel, spray pyrolysis, evaporation, atomic layer deposition, spin coating and spraying are used to produce ZnO thin films.In this review, the magnetic properties of ZnFeO nanoparticles, which were prepared by sol-gel method, annealed at temperatures of 400, 450, 500, 550 and 600 oC, using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), were discussed in light of recent developments. The effects of optical, structural and surface films of thin films prepared in different ratios of ZnO with and without doped were determined and interpreted. From the X-ray diffraction pattern results, it was observed that the quality of the crystal formed by Fe addition decreased. In addition, atomic force microscopy (AFM) measurements and surface roughness and surface morphology of ZnO thin films were investigated. It is seen that the surface of the films has a uniform, ie homogeneous distribution and the tendency to decrease in the size of the particles with the increased Fe addition. It is seen that the forbidden energy values in the range of 10-320 K are calculated as a function of temperature in 10K steps. In addition, it was observed that ultraviolet and visible light (UV-Vis) absorption spectroscopy measurements showed that the forbidden energy range decreased with increasing Fe contribution.In addition, the measurements of temperature by magnetization due to magnetic field were investigated with vibrating sample magnetometer (VSM). Besides, the results of cooling measurement in zero magnetic field, which is the function of temperature, are interpreted according to particle size and particle morphology.