Changes in the Energy of Surface Adsorption Sites of ZnO Doped with Sn

Z. V. Shomakhov; Шомахов З. В.; S. S. Nalimova; Налимова С. С.; V. M. Kondratev; Кондратьев В. М.; A. I. Maksimov; Максимов А. И.; А. А. Ryabko; Рябко А. А.; V. A. Moshnikov; Мошников В. А.; O. A. Molokanov; Молоканов О. А.

doi:10.31857/S1028096023080137

Изменение энергетики поверхностных адсорбционных центров ZnO при легировании оловом

Авторы: Шомахов З.В.¹, Налимова С.С.², Кондратьев В.М.³^,4, Максимов А.И.², Рябко А.А.⁵, Мошников В.А.², Молоканов О.А.¹
Учреждения:
1. Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
2. Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”
3. Санкт-Петербургский академический университет им. Ж.И. Алферова
4. Московский физико-технический институт
5. Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе
Выпуск: № 8 (2023)
Страницы: 58-63
Раздел: Статьи
URL: https://ogarev-online.ru/1028-0960/article/view/137798
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023080137
EDN: https://elibrary.ru/OADAEC
ID: 137798

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В настоящее время актуальной задачей является разработка наноструктур тройной оксидной системы Zn–Sn–O, представляющих практический интерес для различных областей, включая газовые сенсоры и фотокатализаторы, литий-ионные аккумуляторы, солнечные элементы. Наностержни станната цинка были синтезированы при гидротермальной обработке в растворе станната калия и карбамида предварительно полученных наностержней оксида цинка. С помощью методов растровой электронной микроскопии и дифракции обратно рассеянных электронов установлено, что полученные образцы имеют структуру Zn₂SnO₄, а их геометрические размеры по сравнению с исходными наностержнями оксида цинка не изменяются. Диаметр полученных структур составляет около 300 нм, а длина порядка 2 мкм. По данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, в результате гидротермальной обработки структура поверхности изменяется, атомы олова встраиваются в кристаллическую структуру оксида цинка. Исследование газочувствительных свойств слоев Zn₂SnO₄ показало, что они более эффективны при детектировании паров изопропилового спирта по сравнению с исходным наностержнями оксида цинка. Слои Zn₂SnO₄ позволяют детектировать пары изопропилового спирта уже при температурах порядка 150°С. Сенсорный сигнал по отношению к 1000 млн^–1 C₃H₇OH составляет 3.79.

Ключевые слова

станнат цинка, Zn₂SnO₄, гидротермальный синтез, наностержни, наноструктуры, газовые сенсоры, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, химический сдвиг, оксид цинка, пары изопропилового спирта.

Список литературы

Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников. М.: Высшая школа, 1982. 528 с.
Сычев М.М., Минакова Т.С., Слижов Ю.Г., Шилова О.А. Кислотно-основные характеристики поверхности твердых тел и управление свойствами материалов и композитов. Санкт-Петербург: Химиздат, 2016. 276 с.
Нечипоренко А.П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердофазных систем. Индикаторный метод. Санкт-Петербург: Лань, 2017. 284 с.
Arora I., Kumar P. // J. Alloys Compd. 2020. V. 845. P. 156316. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156316
Deevi K., Reddy V.K., Reddy I. // Mater. Lett. 2021. V. 283. P. 128848. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.128848
Santhoshkumar P., Prasanna K., Jo Y.N., Kang S.H., Joe Y.C., Lee C.W. // Appl. Surf Sci. 2018. V. 449. P. 514. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.01.120
Levkevich E.A., Maksimov A.I., Kirillova S.A., Nalimova S.S., Kondrat’ev V.M., Semenova A.A. // Proc. 2020 IEEE Conf. of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, EIConRus 2020. St. Petersburg and Moscow, 27–30 January, 2020. P. 984. https://doi.org/10.1109/EIConRus49466.2020.9039451
Jain S., Shah A.P., Shimpi N.G. // Nano-Struct. Nano-Objects. 2020. V. 21. P. 100410. https://doi.org/10.1016/j.nanoso.2019.100410
Налимова С.С., Максимов А.И., Матюшкин Л.Б., Мошников В.А. // Физика и химия стекла. 2019. Т. 45. № 4. С. 311. https://doi.org/10.1134/S0132665119040097
Das P.P., Roy A., Devi P.S. // Trans. Indian Ceram. Soc. 2016. V. 75. P. 147. https://doi.org/10.1080/0371750X.2016.1228482
Hanh N.H., Van Duy L., Hung C.M., Duy N.V., Heo Y.-W., Hieu N.V., Hoa N.D. // Sensors Actuators. A. 2020. V. 302. P. 111834. https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.111834
Chen C., Li G., Li J., Liu Y. // Ceram. Int. 2015. V. 41. P. 1857. https://doi.org/10.1016/J.CERAMINT.2014.09.136
Wang D., Pu X., Yu X., Bao L., Cheng Y., Xu J., Han S., Ma Q., Wang X. // J. Colloid Interface Sci. 2022. V. 608. P. 1074. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.09.167
Anikina M.A., Ryabko A.A., Nalimova S.S., Maximov A.I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 1851. P. 012010. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1851/1/012010
Kondratev V.M., Bolshakov A.D., Nalimova S.S. // Proc. 2021 IEEE Conf. of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2021. St. Petersburg, 26–29 January 2021. P. 1163. https://doi.org/10.1109/ElConRus51938.2021.9396573
Рябко А.А., Максимов А.И., Вербицкий В.Н., Левицкий В.С., Мошников В.А., Теруков Е.И. // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. Вып. 11. С. 1251. https://doi.org/10.21883/FTP.2020.11.50098.9480
Bobkov A., Varezhnikov A., Plugin I., Fedorov F.S., Goffman V., Sysoev V., Moshnikov V., Trouillet V., Geckle U., Sommer M. // Sensors. 2019. V. 19. № 19. P. 4265. https://doi.org/10.3390/s19194265
Налимова С.С., Шомахов З.В., Пунегова К.Н., Рябко А.А., Максимов А.И. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2021. № 13. С. 910. https://doi.org/10.26456/pcascnn/2021.13.910
Налимова С.С., Шомахов З.В., Мошников В.А., Бобков А.А., Рябко А.А., Калажоков З.Х. // Журн. технической физики. 2020. Т. 90. С. 1132. http://doi.org/10.21883/JTF.2020.07.49447.276-19
Рябко А.А., Бобков А.А., Налимова С.С., Максимов А.И., Левицкий В.С., Мошников В.А., Теруков Е.И. // Журн. технической физики. 2022. Т. 92. Вып. 5. С. 758. https://doi.org/10.21883/JTF.2022.05.52382.314-21
Nalimova S.S., Ryabko A.A., Maximov A.I., Moshnikov V.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1697. P. 012128. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1697/1/012128
Налимова С.С., Мошников В.А., Максимов А.И., Мякин С.В., Казанцева Н.Е. // Физика и техника полупроводников. 2013. Т. 47. Вып. 8. С. 1022. https://doi.org/10.1134/S1063782613080095
Nalimova S.S., Bobkov A.A., Ryabko A.A., Maximov A.I., Moshnikov V.A., Shomakhov Z.V., Kalazhokov Z.K. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1658. P. 012034. http://doi.org/10.1088/1742-6596/1658/1/012034
Yan S., Yu Y., Zheng W., Cao Y. // Physica E. 2019. V. 106. P. 57. https://doi.org/10.1016/j.physe.2018.10.011
Yan S., He Z., Zhou G., Yu Y., Cao T. // Mater. Sci. Semicond. Process. 2021. V. 130. P. 105818. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2021.105818
Wang E., Yang W., Cao Y. // J. Phys. Chem. C. 2009. V. 113. P. 20912. https://doi.org/10.1021/jp9041793