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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 12/2013

01.12.2013

pH-induced modification on the structural, optical and morphological properties of Zn0.94Ni0.04Mn0.02O nanopowders

verfasst von: D. Theyvaraju, S. Muthukumaran, M. Ashokkumar

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 12/2013

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Abstract

Zn0.94Mn0.02Ni0.04O nanopowders were synthesized with different pH values from 4 to 10 by sol–gel method. The X-ray diffraction pattern confirmed that all the samples had hexagonal wurtzite structure. In the acid environment (pH = 4), the reaction rate was very slow and provided the poor crystal quality (D = 16.2 nm). Average crystal size was maximum (24.2 nm) with elliptical shape at pH = 8 which is attributed to the availability of much (OH) ions in the base solution. The observed constant c/a ratio revealed that there was no change in hexagonal wurtzite structure by pH. The energy dispersive X-ray spectra confirmed the presence of Ni and Mn in Zn–O lattice. The optical absorption spectra showed that the absorption was increased up to pH = 8 due to de-generated defect states and vacancies. The observed high intensity defect related green band around 488 nm at pH = 8 was due to the improved crystal size in addition to the presence of defects related phases. A weak absorption band around 391 nm observed only at pH = 10 was originated from the intrinsic defects and the interstitial position of Zn2+ ion. The higher transmittance (≈90 %) noticed at pH = 10 showed the way to the industrial applications especially as transparent electrode. The continuous blue shift in band gap from 3.61 (pH = 4) to 3.68 eV (pH = 10) is explained by Burstein–Moss effect. Presence of chemical bonding was confirmed by Fourier transform infrared spectra.

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Metadaten
Titel
pH-induced modification on the structural, optical and morphological properties of Zn0.94Ni0.04Mn0.02O nanopowders
verfasst von
D. Theyvaraju
S. Muthukumaran
M. Ashokkumar
Publikationsdatum
01.12.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 12/2013
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-013-1543-1

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