Залежність магнітних властивостей нанокристалів ZnO:Mn від умов синтезу

Автори О.В. Коваленко , В.Ю. Воровський
Приналежність

Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, проспект Гагарина, 72, 49010 Дніпро, Україна

Е-mail kovalenko.dnu@gmail.com
Випуск Том 14, Рік 2022, Номер 3
Дати Одержано 24 вересня 2021; у відредагованій формі 26 червня 2022; опубліковано online 30 червня 2022
Посилання О.В. Коваленко, В.Ю. Воровський, Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 3, 03030 (2022)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.14(3).03030
PACS Number(s) 75.75. + a, 81.07. – b, 85.35.p
Ключові слова Оксид цинку (15) , Нанокристал (39) , Ультразвуковий піроліз аерозолю, Кріохімічний синтез, Дефекти (21) .
Анотація

Приведено результати досліджень зразків нанокристалів ZnO:Mn з концентрацією Mn 2 ат. %, отриманих методами ультразвукового піролізу аерозолю та кріохімічного синтезу. Прекурсорами були нітрати та ацетати цинку та марганцю, відповідно. Зразки досліджувались методами XRD, EPR та методом магнітометрії з вібраційним зразком. Методом XRD встановлено, що параметри кристалічної ґратки нанокристалів мають значно менші значення ніж у монокристалічного ZnO. Це свідчить про наявність у нанокристалах дефектів та деформаційних напружень. Методом EPR показано, що у зразках, отриманих методом ультразвукового піролізу аерозолю, дефекти та домішкові іони Mn2+ розташовані не в об’ємі, а у приповерхневому шарі нанокристалів. Зразки, отримані методом кріохімічного синтезу, мають велику кількості власних дефектів акцепторного типу. Намагніченість цих зразків значно більша, ніж зразків, отриманих методом ультразвукового піролізу аерозолю. Це може бути наслідком того, що у зразках, отриманих методом ультразвукового піролізу аерозолю, феромагнетизм виникає на поверхні, а у зразках, отриманих кріохімічним синтезом, – у об’ємі нанокристалів. Він обумовлений деструктивною дією газового середовища, яке утворюється під час термічного розкладу ацетату цинку. Такі умови кріохімічного синтезу приводять до появи у нанокристалах великої кількості об’ємних дефектів.

Перелік посилань