Особливості випромінювання нанорозмірного SnO2 в пористій матриці

Автори С.А. Гевелюк, В.С. Гріневич, І.К. Дойчо, Я.І. Лепіх, Л.М. Філевська
Приналежність

Національний університет імені І.І. Мечникова, 2, вул. Дворянська, 65082 Одеса, Україна

Е-mail ndl_lepikh@onu.edu.ua
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 3
Дати Одержано 03 лютого 2020; у відредагованій формі 15 червня 2020; опубліковано online 25 червня 2020
Посилання С.А. Гевелюк, В.С. Гріневич, І.К. Дойчо, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 3, 03020 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(3).03020
PACS Number(s) 78.55. − m, 78.66.Jg
Ключові слова Діоксид олова (3) , Пориста матриця (4) , Силікатне скло, Люмінесценція (35) , Ансамблі наночастинок.
Анотація

Досліджено особливості люмінесцентних властивостей ансамблю наночастинок діоксиду стануму, створеного всередині матриць шпаристого силікатного скла різного типу при різних умовах термосинтезу. Продемонстровано, що найбільша інтенсивність випромінювальної рекомбінації притаманна системі, сформованій у дрібношпаристому силікатному склі із залишковим силікаґелем у шпаринах. Силікагель у цьому випадку запобігає агрегуванню наночастинок SnO2. Для усіх типів матриці енергія світіння виявилася меншою від фундаментальної енергетичної щілини SnO2, звідки зроблено висновок, що люмінесценція зазначеної системи має пастковий характер. Встановлено наявність принаймні двох типів центрів рекомбінації, що є близькими до валентної зони акцепторами. Інтенсивність люмінесценції змінюється залежно від складу прекурсору у вихідному розчині для здобутих зразків. Її максимум спостерігається при 5-7 % хлориду олова у вихідному розчині. Зазначеному режиму створення ансамблю відповідає найбільша ширина спектральних ліній люмінесценції, що притаманне найбільшій інтенсивності випромінювальної рекомбінації. Найменша ширина спектральної лінії відповідає великим концентраціям, найближчим до тих, за яких спиртовий розчин SnCl4 перетворюється на міцний клей для скла. за цих концентрацій розчин починає склеювати частинки силікаґелю, вивільнюючи місце для подальшого формування агрегацій після реакції термосинтезу. У цьому випадку агрегування виявляється найінтенсивнішим. У ансамблях наночастинок SnO2, які створено у шпаристих стеклах, що збіднені силікагелем, домінує невипромінювальна рекомбінація, що є обумовленою каналами витоку крізь агрегації, які утворюються підчас термосинтезу у відсутності ізолюючої речовини. Результати дослідження можуть бути використаними для створення люмінесцентних газових сенсорів на базі SnO2.

Перелік посилань