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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 10/2013

01.10.2013

Effect of Sn doping on structural, optical, electrical and wettability properties of oriented ZnO nanorod arrays

verfasst von: A. Santhosh Kumar, K. K. Nagaraja, H. S. Nagaraja

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 10/2013

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Abstract

Herein we present a modified sol gel route for the one step fabrication of oriented ZnO nanorod arrays. The method is seed layer free, and nanorods directly attach to a substrate. We also present the effect of tin (Sn) content on the crystallinity, microstructural, optical and electrical properties of the ZnO nanorod arrays. Thermo gravimetric (TG) curves of gel precursors showed that most of the organic groups and other volatiles were removed at about 450 °C. X-ray diffraction patterns confirmed that the films were polycrystalline in nature with (002) preferred orientation. The texture coefficient, grain size, dislocation density and lattice parameters of the ZnO arrays were determined. The SEM micrographs revealed that the undoped and 1 at.%Sn doped films were composed of nanorods and the concentration of 2 at.%Sn doping hindered the rod like structure growth and modulated into granular nature. UV-visible transmission spectroscopy indicated that the transparency of the films increased with Sn content. On Sn doping, the films also exhibited a red shift and slight shrinkage of band gap. The electrical studies revealed that 1 at.% of Sn doping enhanced electrical conduction in ZnO films and beyond that the distortion caused in the lattice reduced the conductivity. The contact angle of the ZnO nanostructures varied between 91° and 115° depending upon the Sn content. Therefore, 1 at.%Sn doping into ZnO nanorods improves the crystallinity, electrical conductivity and water contact angle.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Ü. Özgür, Y.I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M.A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S.J. Cho, H. Morkoc, J. Appl. Phys. 98, 041301 (2005)CrossRef Ü. Özgür, Y.I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M.A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S.J. Cho, H. Morkoc, J. Appl. Phys. 98, 041301 (2005)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat R. Martins, E. Fortunato, P. Nunes, I. Ferreira, A. Marques, M. Bender, N. Katsarakis, V. Cimalla, G. Kiriakidis, J. Appl. Phys. 96, 1398 (2004)CrossRef R. Martins, E. Fortunato, P. Nunes, I. Ferreira, A. Marques, M. Bender, N. Katsarakis, V. Cimalla, G. Kiriakidis, J. Appl. Phys. 96, 1398 (2004)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat R.B. Birajadar, A. Ghosh, A. Ghule, F. Singh, R. Sharma, Sens. Actuators B Chem 160, 1050 (2011)CrossRef R.B. Birajadar, A. Ghosh, A. Ghule, F. Singh, R. Sharma, Sens. Actuators B Chem 160, 1050 (2011)CrossRef
4.
5.
Zurück zum Zitat M.H. Huang, S. Mao, H. Feick, H. Yan, Y. Wu, H. Kind, E. Weber, R. Russo, P. Yang, Science 292, 1897 (2001)CrossRef M.H. Huang, S. Mao, H. Feick, H. Yan, Y. Wu, H. Kind, E. Weber, R. Russo, P. Yang, Science 292, 1897 (2001)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat J. Guan, J. Zhang, T. Yu, G. Xue, X. Yu, Z. Tang, Y. Wei, J. Yang, Z. Li, Z. Zou, RSC Adv. 2, 7708 (2012)CrossRef J. Guan, J. Zhang, T. Yu, G. Xue, X. Yu, Z. Tang, Y. Wei, J. Yang, Z. Li, Z. Zou, RSC Adv. 2, 7708 (2012)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat B.Q. Zhang, C.S. Dandeneau, X. Zhou, C. Guozhong, Adv. Mater. 21, 4087 (2009)CrossRef B.Q. Zhang, C.S. Dandeneau, X. Zhou, C. Guozhong, Adv. Mater. 21, 4087 (2009)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat N.H. Kim, S.H. Jung, J.H. Park, K.H. Lee, K. Cho, IEEE Trans. Nanotechnol. 10(6), 1347 (2011)CrossRef N.H. Kim, S.H. Jung, J.H. Park, K.H. Lee, K. Cho, IEEE Trans. Nanotechnol. 10(6), 1347 (2011)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat K. Kima, Y.W. Songa, S. Changa, I.H. Kim, S. Kim, Y.L. Sang, Thin Solid Films 518, 1190 (2009)CrossRef K. Kima, Y.W. Songa, S. Changa, I.H. Kim, S. Kim, Y.L. Sang, Thin Solid Films 518, 1190 (2009)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat R.P. Rajiv, N. Mathews, K.B. Jinesh, K.R.G. Karthik, S.S. Pramana, B. Varghese, H.S. Chorng, S. Mhaisalkar, Mater. Chem. 22, 9678 (2012)CrossRef R.P. Rajiv, N. Mathews, K.B. Jinesh, K.R.G. Karthik, S.S. Pramana, B. Varghese, H.S. Chorng, S. Mhaisalkar, Mater. Chem. 22, 9678 (2012)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat S. Aarthy, W. Niti, M.T.Z. Myint, J. Dutta, Sens. Actuators B Chem 157, 232 (2011)CrossRef S. Aarthy, W. Niti, M.T.Z. Myint, J. Dutta, Sens. Actuators B Chem 157, 232 (2011)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat X. Qiu, G. Li, X. Sun, L. Li, X. Fu, Nanotechnology 19, 215703 (2008)CrossRef X. Qiu, G. Li, X. Sun, L. Li, X. Fu, Nanotechnology 19, 215703 (2008)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Z. Guang, Z. Yusheng, S. Wang, R. Yang, Y. Ding, X. Wang, Y. Bando, Z. Wang, Nanotechnology 23, 055604 (2012)CrossRef Z. Guang, Z. Yusheng, S. Wang, R. Yang, Y. Ding, X. Wang, Y. Bando, Z. Wang, Nanotechnology 23, 055604 (2012)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Y.C. Kong, D.P. Yu, B. Zhang, W. Fang, S.Q. Feng, Appl. Phys. Lett. 78, 407 (2001)CrossRef Y.C. Kong, D.P. Yu, B. Zhang, W. Fang, S.Q. Feng, Appl. Phys. Lett. 78, 407 (2001)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat P.C. Chang, Z. Fan, D. Wang, W.A. Tseng, J.H. Chiou, J.G. Lu, Chem. Mater. 16, 5133 (2004)CrossRef P.C. Chang, Z. Fan, D. Wang, W.A. Tseng, J.H. Chiou, J.G. Lu, Chem. Mater. 16, 5133 (2004)CrossRef
18.
19.
Zurück zum Zitat W.I. Park, D.H. Kim, S.W. Jung, G.C. Yi, Appl. Phys. Lett. 80, 4232 (2002)CrossRef W.I. Park, D.H. Kim, S.W. Jung, G.C. Yi, Appl. Phys. Lett. 80, 4232 (2002)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Z.R. Tian, J.A. Voigt, J. Liu, B. Mckenzie, M.J. Mcdermott, M.A. Rodriguez, H. Konishi, H.F. Xu, Nat. Mater. 2, 821 (2003)CrossRef Z.R. Tian, J.A. Voigt, J. Liu, B. Mckenzie, M.J. Mcdermott, M.A. Rodriguez, H. Konishi, H.F. Xu, Nat. Mater. 2, 821 (2003)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat K. Govender, D.S. Boyle, P.B. Kenway, P. O’Brien, J. Mater. Chem. 14, 2575 (2004)CrossRef K. Govender, D.S. Boyle, P.B. Kenway, P. O’Brien, J. Mater. Chem. 14, 2575 (2004)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat L.E. Greene, M. Law, D.H. Tan, M. Montano, J. Goldberger, G. Somorjai, P. Yang, Nano Lett. 5, 1231 (2005)CrossRef L.E. Greene, M. Law, D.H. Tan, M. Montano, J. Goldberger, G. Somorjai, P. Yang, Nano Lett. 5, 1231 (2005)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat G. Kenanakis, D. Vernardou, E. Koudoumas, N. Katsarakis, J. Cryst. Growth 311, 4799 (2009)CrossRef G. Kenanakis, D. Vernardou, E. Koudoumas, N. Katsarakis, J. Cryst. Growth 311, 4799 (2009)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat S.H. Hu, Y.C. Chen, C.C. Hwang, C.H. Peng, D.C. Gong, J. Alloys Compd. 500, L17 (2010)CrossRef S.H. Hu, Y.C. Chen, C.C. Hwang, C.H. Peng, D.C. Gong, J. Alloys Compd. 500, L17 (2010)CrossRef
26.
27.
28.
Zurück zum Zitat N. Huang, M.W. Zhu, L.J. Gao, J. Gong, C. Sun, X. Jiang, Appl. Surf. Sci. 257, 6026 (2011)CrossRef N. Huang, M.W. Zhu, L.J. Gao, J. Gong, C. Sun, X. Jiang, Appl. Surf. Sci. 257, 6026 (2011)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat J.M. Nedelec, L. Courtheoux, E. Jallot, C. Kinowski, J. Lao, P. Laquerriere, C. Mansuy, G. Renaudin, S. Turrell, J. Sol–gel Sci. Technol. 46, 259 (2008)CrossRef J.M. Nedelec, L. Courtheoux, E. Jallot, C. Kinowski, J. Lao, P. Laquerriere, C. Mansuy, G. Renaudin, S. Turrell, J. Sol–gel Sci. Technol. 46, 259 (2008)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat F.J. Sheini, M.A. More, S.R. Jadkar, K.R. Patil, V.K. Pillai, D.S. Joag, J. Phys. Chem. C 114, 3843 (2010)CrossRef F.J. Sheini, M.A. More, S.R. Jadkar, K.R. Patil, V.K. Pillai, D.S. Joag, J. Phys. Chem. C 114, 3843 (2010)CrossRef
31.
32.
Zurück zum Zitat J.H. Sun, S.Y. Dong, J.L. Feng, X.J. Yin, X.C. Zhao, J. Mol. Catal. A Chem. 335, 145 (2011)CrossRef J.H. Sun, S.Y. Dong, J.L. Feng, X.J. Yin, X.C. Zhao, J. Mol. Catal. A Chem. 335, 145 (2011)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat W. Sang, Y. Fang, J. Fan, Y. He, J. Min, Y. Qian, J. Cryst. Growth 299, 272 (2007)CrossRef W. Sang, Y. Fang, J. Fan, Y. He, J. Min, Y. Qian, J. Cryst. Growth 299, 272 (2007)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Z. Yang, Q.H. Liu, H.C. Yu, B. Zou, Y.G. Wang, T.H. Wang, Nanotechnology 19, 035704 (2009)CrossRef Z. Yang, Q.H. Liu, H.C. Yu, B. Zou, Y.G. Wang, T.H. Wang, Nanotechnology 19, 035704 (2009)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat Y. He, W. Sang, J.A. Wang, R. Wu, J. Min, J. Nanopart. Res. 7, 307 (2005)CrossRef Y. He, W. Sang, J.A. Wang, R. Wu, J. Min, J. Nanopart. Res. 7, 307 (2005)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat Joint Committee Powder Diffraction Standards, Powder Diffraction File (Data File 75-576) Joint Committee Powder Diffraction Standards, Powder Diffraction File (Data File 75-576)
38.
Zurück zum Zitat R. Romero, V. Leinen, E.A. Dalchiele, J.R. Ramos Barrado, F. Martin, Thin Solid Films 515, 1942 (2006)CrossRef R. Romero, V. Leinen, E.A. Dalchiele, J.R. Ramos Barrado, F. Martin, Thin Solid Films 515, 1942 (2006)CrossRef
39.
40.
Zurück zum Zitat S. Suwanboon, P. Amornpitoksuk, A. Sukolrat, Ceram. Int. 37, 1359 (2011)CrossRef S. Suwanboon, P. Amornpitoksuk, A. Sukolrat, Ceram. Int. 37, 1359 (2011)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat V. Bilgin, S. Kose, F. Atay, I. Akyuz, Mater. Chem. Phys. 94, 103 (2005)CrossRef V. Bilgin, S. Kose, F. Atay, I. Akyuz, Mater. Chem. Phys. 94, 103 (2005)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat T. Asanuma, T. Matsutani, C. Liu, T. Mihara, M. Kiuchi, J. Appl. Phys. 95, 6011 (2004)CrossRef T. Asanuma, T. Matsutani, C. Liu, T. Mihara, M. Kiuchi, J. Appl. Phys. 95, 6011 (2004)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat T. Minami, T. Kakumu, Y. Takeda, S. Takata, Thin Solid Films 290(291), 1 (1996)CrossRef T. Minami, T. Kakumu, Y. Takeda, S. Takata, Thin Solid Films 290(291), 1 (1996)CrossRef
45.
Zurück zum Zitat K. Tominaga, H. Fukumoto, K. Kondou, Y. Hayashi, K. Murai, T. Moriga, I. Naka bayashi, Vacuum 74, 683 (2004)CrossRef K. Tominaga, H. Fukumoto, K. Kondou, Y. Hayashi, K. Murai, T. Moriga, I. Naka bayashi, Vacuum 74, 683 (2004)CrossRef
46.
Zurück zum Zitat F. Yakuphanoglu, S. Ilican, M. Caglar, Y. Caglar, Superlattice Microst. 47, 732 (2010)CrossRef F. Yakuphanoglu, S. Ilican, M. Caglar, Y. Caglar, Superlattice Microst. 47, 732 (2010)CrossRef
49.
50.
51.
Zurück zum Zitat N. Verplanck, Y. Coffinier, V. Thomy, R. Boukherroub, Nanoscale Res. Lett. 2, 577 (2007)CrossRef N. Verplanck, Y. Coffinier, V. Thomy, R. Boukherroub, Nanoscale Res. Lett. 2, 577 (2007)CrossRef
52.
Zurück zum Zitat L. Feng, S. Li, Y. Li, H. Li, L. Zhang, J. Zhai, Y. Song, B. Liu, L. Jiang, D. Zhu, Adv. Mater. 14, 1857 (2002)CrossRef L. Feng, S. Li, Y. Li, H. Li, L. Zhang, J. Zhai, Y. Song, B. Liu, L. Jiang, D. Zhu, Adv. Mater. 14, 1857 (2002)CrossRef
53.
54.
Zurück zum Zitat S.N. Das, J.H. Choi, J.P. Kar, J.M. Myoung, Appl. Surf. Sci. 255, 7319 (2009)CrossRef S.N. Das, J.H. Choi, J.P. Kar, J.M. Myoung, Appl. Surf. Sci. 255, 7319 (2009)CrossRef
Metadaten
Titel
Effect of Sn doping on structural, optical, electrical and wettability properties of oriented ZnO nanorod arrays
verfasst von
A. Santhosh Kumar
K. K. Nagaraja
H. S. Nagaraja
Publikationsdatum
01.10.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 10/2013
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-013-1323-y

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