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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 11/2017

15.02.2017

Investigations of doping induced structural, optical and magnetic properties of Ni doped ZnS diluted magnetic semiconductors

verfasst von: D. Saikia, J. P. Borah

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 11/2017

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Abstract

We have synthesized diluted magnetic semiconducting nanoparticles of undoped and Ni doped ZnS, by varying Ni concentration, via chemical co-precipitation technique. The formation of cubic zinc blend structure and the incorporation of Ni into ZnS lattice are confirmed by the X-ray diffraction (XRD) measurements. Rietveld refinement of the structural parameters shows a reasonable GOF value. Transmission electron microscopy result reveals the crystalline nature of the ZnS nanocrystal with an average d-spacing of 3.1 Å and also clarifies that the average particle size of the nanoparticles is in the range of 3–7 nm, which are consistence with the XRD results. UV–visible measurement depicts that the band gap of the Ni doped ZnS nanoparticles is higher than that of bulk ZnS, which is a result of the quantum confinement effect. Room temperature photoluminescence (PL) spectra shows the green emission in Ni doped ZnS nanoparticles, which is the characteristic 3T23A2 transition of Ni2+ ion and also depicts the PL quenching effect at higher Ni concentration. Fourier transform infrared measurements show different stretching and vibrational modes and also show the resonance interactions of the sulphide ions. Raman analysis reveals different phonon modes of ZnS and confirms the defect states. Room temperature magnetic measurements demonstrate the ferromagnetic behavior in undoped ZnS nanoparticles due to the presence of structural defects. Systemic studies on the magnetic properties revels that all the doped ZnS nanoparticles exhibit the carrier mediated ferromagnetism and the saturation magnetization increases with increasing concentration of Ni.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat N. Eryong, L. Donglai, Z. Yunsen, B. Xue, Y. Liang, J. Yong, J. Zhifeng, S. Xiaosong, App. Surf. Sci. 257, 8762 (2011)CrossRef N. Eryong, L. Donglai, Z. Yunsen, B. Xue, Y. Liang, J. Yong, J. Zhifeng, S. Xiaosong, App. Surf. Sci. 257, 8762 (2011)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat S.A. Wolf, D.D. Awschalom, R.A. Buhrman, J.M. Daughton, S.V. Molnar, M.L. Roukes, A.Y. Chtchelkanova, D.M. Treger, Science. 294, 1488 (2001)CrossRef S.A. Wolf, D.D. Awschalom, R.A. Buhrman, J.M. Daughton, S.V. Molnar, M.L. Roukes, A.Y. Chtchelkanova, D.M. Treger, Science. 294, 1488 (2001)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat B. Poornaprakash, S. Sambasivam, D.A. Reddy, G. Murali, R.P. Vijayalakshmi, B. K. Reddy, Ceram. Int. 40, 2677–2684 (2014)CrossRef B. Poornaprakash, S. Sambasivam, D.A. Reddy, G. Murali, R.P. Vijayalakshmi, B. K. Reddy, Ceram. Int. 40, 2677–2684 (2014)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat M. Shamsipur, H. R. Rajabi and O. Khani, Mat. Sci. Semcon. Proc. 16, 1154 (2013) M. Shamsipur, H. R. Rajabi and O. Khani, Mat. Sci. Semcon. Proc. 16, 1154 (2013)
7.
Zurück zum Zitat W.Z. Xiao, L.L. Wang, Q.Y. Rong, G. Xiao, B. Meng, J. Appl. Phys. 115, 213905 (2014)CrossRef W.Z. Xiao, L.L. Wang, Q.Y. Rong, G. Xiao, B. Meng, J. Appl. Phys. 115, 213905 (2014)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat S. Sambasivam, D.P. Joseph, J.G. Lin, C. Venkateswaran, J. Solid State Chem. 182, 2598–2601 (2009)CrossRef S. Sambasivam, D.P. Joseph, J.G. Lin, C. Venkateswaran, J. Solid State Chem. 182, 2598–2601 (2009)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat D.A. Reddy, G. Murali, R.P. Vijayalakshmi, B.K. Reddy, Appl. Phys. A 105, 119–124 (2011)CrossRef D.A. Reddy, G. Murali, R.P. Vijayalakshmi, B.K. Reddy, Appl. Phys. A 105, 119–124 (2011)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat P. Kaur, S. Kumar, A. Singh, C.L. Chen, C.L. Dong, T.S. Chan, K.P. Lee, C. Srivastava, S.M. Rao, M.K. Wu, Superlattices Microstruct., 83, 785–795 (2015)CrossRef P. Kaur, S. Kumar, A. Singh, C.L. Chen, C.L. Dong, T.S. Chan, K.P. Lee, C. Srivastava, S.M. Rao, M.K. Wu, Superlattices Microstruct., 83, 785–795 (2015)CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat P.C. Patel, S. Ghosh, P.C. Srivastava, J. Mater. Sci. 50, 7919–7929 (2015)CrossRef P.C. Patel, S. Ghosh, P.C. Srivastava, J. Mater. Sci. 50, 7919–7929 (2015)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat S. Kumar, N.K. Verma, J Mater Sci: Mater Electron 26, 2754–2759 (2015) S. Kumar, N.K. Verma, J Mater Sci: Mater Electron 26, 2754–2759 (2015)
15.
16.
Zurück zum Zitat N.G. Imam, M.B. Mohamed, Superlattices Microstruct. 73, 203–213 (2014)CrossRef N.G. Imam, M.B. Mohamed, Superlattices Microstruct. 73, 203–213 (2014)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat W. Cheng, X. Ma, J. Phys. Conf. Ser. 152, 012039-1-012039-6 (2009) W. Cheng, X. Ma, J. Phys. Conf. Ser. 152, 012039-1-012039-6 (2009)
18.
Zurück zum Zitat M. Molaei, F. Karimimaskon, A. Lotfiani, M. Samadpour, H. Liu, J. Lumin. 143, 649–652 (2013)CrossRef M. Molaei, F. Karimimaskon, A. Lotfiani, M. Samadpour, H. Liu, J. Lumin. 143, 649–652 (2013)CrossRef
19.
20.
21.
Zurück zum Zitat D.A. Reddy, A. Diviya, G. Murali, R.P. Vijayalakshmi, B.K. Reddy, Phys. B 406, 1944–1949 (2011)CrossRef D.A. Reddy, A. Diviya, G. Murali, R.P. Vijayalakshmi, B.K. Reddy, Phys. B 406, 1944–1949 (2011)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Y. Liu, Z. Li, W. Zhong, L. Zhang, W. Chen, Q. Li, Nanoscale Res. Lett. 9, 389 (2014)CrossRef Y. Liu, Z. Li, W. Zhong, L. Zhang, W. Chen, Q. Li, Nanoscale Res. Lett. 9, 389 (2014)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat D. Saikia, J.P. Borah, M. Jangra, A. Puzari, Indian J. Phys. 90, 549–555 (2016)CrossRef D. Saikia, J.P. Borah, M. Jangra, A. Puzari, Indian J. Phys. 90, 549–555 (2016)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat P.H. Borse, N. Deshmukh, R.F. Shinde, S.K. Date, S.K. Kulkarni, J. Mater. Sci. 34, 6087–6093 (1999)CrossRef P.H. Borse, N. Deshmukh, R.F. Shinde, S.K. Date, S.K. Kulkarni, J. Mater. Sci. 34, 6087–6093 (1999)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat S. Kumar, N.K. Verma, J. Mater. Sci. 25, 1132–1137 (2014) S. Kumar, N.K. Verma, J. Mater. Sci. 25, 1132–1137 (2014)
26.
Zurück zum Zitat S. Kumar, C.L. Chen, C.L. Dong, Y.K. Ho, J.F. Lee, T.S. Chan, R. Thangavel, T.K. Chen, B.H. Mok, S.M. Rao, M.K. Wu, J. Alloy Compd. 554, 357–362 (2013)CrossRef S. Kumar, C.L. Chen, C.L. Dong, Y.K. Ho, J.F. Lee, T.S. Chan, R. Thangavel, T.K. Chen, B.H. Mok, S.M. Rao, M.K. Wu, J. Alloy Compd. 554, 357–362 (2013)CrossRef
27.
28.
Zurück zum Zitat W.Q. Peng, G.W. Cong, S.C. Qu, Z.G. Wang, Opt. Mater. 29, 313–317 (2006)CrossRef W.Q. Peng, G.W. Cong, S.C. Qu, Z.G. Wang, Opt. Mater. 29, 313–317 (2006)CrossRef
29.
30.
Zurück zum Zitat P. Yang, M.K. Lhu, D. Xu, D. Yuan, J. Chang, G.J. Zhou, M. Pan, Appl. Phys. A 74, 257 (2002)CrossRef P. Yang, M.K. Lhu, D. Xu, D. Yuan, J. Chang, G.J. Zhou, M. Pan, Appl. Phys. A 74, 257 (2002)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Q. Pan, D. Yang, Y. Zhao, Z. Ma, G. Dong, J. Qiu, J. Alloys Compd. 579, 300–304 (2013)CrossRef Q. Pan, D. Yang, Y. Zhao, Z. Ma, G. Dong, J. Qiu, J. Alloys Compd. 579, 300–304 (2013)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat R.M. Ibrahim, M. Markom, H. Abdullahc, ECS J. Solid State Sci. Technol. 4, R31–R37 (2015)CrossRef R.M. Ibrahim, M. Markom, H. Abdullahc, ECS J. Solid State Sci. Technol. 4, R31–R37 (2015)CrossRef
34.
35.
36.
Zurück zum Zitat J.H. Kim, H. Rho, J. Kim, Y.J. Choi, J.G. Park, J. Raman Spectrosc. 43, 906–910 (2012)CrossRef J.H. Kim, H. Rho, J. Kim, Y.J. Choi, J.G. Park, J. Raman Spectrosc. 43, 906–910 (2012)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat Q. Xiong, J. Wang, O. Reese, L.C.L.Y. Voon, P.C. Eklund, Nano. Lett. 4, 1991 (2004)CrossRef Q. Xiong, J. Wang, O. Reese, L.C.L.Y. Voon, P.C. Eklund, Nano. Lett. 4, 1991 (2004)CrossRef
38.
40.
41.
Zurück zum Zitat Z. Yang, D. Gao, Z. Zhu, J. Zhang, Z. Shi, Z. Zhang, D. Xue, Nanoscale Res. Lett. 8, 17 (2013)CrossRef Z. Yang, D. Gao, Z. Zhu, J. Zhang, Z. Shi, Z. Zhang, D. Xue, Nanoscale Res. Lett. 8, 17 (2013)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat P. Elavarthi, A.A. Kumar, G. Murali, D.A. Reddy, J. Alloys Compd. 656, 510–517 (2016)CrossRef P. Elavarthi, A.A. Kumar, G. Murali, D.A. Reddy, J. Alloys Compd. 656, 510–517 (2016)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat K.R. Gunasekhar, S. Kumar, N.K. Verma, J. Supercond. Nov. Magn. 28, 137–142 (2015)CrossRef K.R. Gunasekhar, S. Kumar, N.K. Verma, J. Supercond. Nov. Magn. 28, 137–142 (2015)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat H. Bi, S. Li, Y. Zang, Y. Du, J. Magn. Magn. Mater. 277, 363–367 (2004)CrossRef H. Bi, S. Li, Y. Zang, Y. Du, J. Magn. Magn. Mater. 277, 363–367 (2004)CrossRef
45.
Zurück zum Zitat P.K. Sharma, R.K. Dutta, A.C. Pandey, J. Colloid interface Sci. 345, 149 (2010)CrossRef P.K. Sharma, R.K. Dutta, A.C. Pandey, J. Colloid interface Sci. 345, 149 (2010)CrossRef
46.
Zurück zum Zitat P.K. Sharma, R.K. Dutta, A.C. Pandey, S. Layek, H.C. Verma, J. Magn. Magn. Mater. 321, 2587 (2009)CrossRef P.K. Sharma, R.K. Dutta, A.C. Pandey, S. Layek, H.C. Verma, J. Magn. Magn. Mater. 321, 2587 (2009)CrossRef
Metadaten
Titel
Investigations of doping induced structural, optical and magnetic properties of Ni doped ZnS diluted magnetic semiconductors
verfasst von
D. Saikia
J. P. Borah
Publikationsdatum
15.02.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 11/2017
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-017-6508-3

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