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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 1/2013

01.01.2013

Photoluminescence and photoconductivity studies of ZnO nanoparticles prepared by solid state reaction method

verfasst von: Sheo K. Mishra, Rajneesh K. Srivastava, S. G. Prakash

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 1/2013

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Abstract

In the present work, the effect of annealing temperature on the luminescence and photoconductivity properties of ZnO nanoparticles (NPs) has been investigated. The ZnO NPs have been prepared at low temperature by a simple one step solid state reaction method using ZnSO4·7H2O as a starting precursor. X-ray diffraction results show, the prepared samples have a hexagonal wurtzite structure of ZnO NPs. FE-SEM reveals that the prepared ZnO nanoparticles have perfect spherical shape with little agglomeration. UV–visible absorption spectrum of as-prepared ZnO sample shows an absorbance peak at ~372 nm (~3.32 eV), which is blue shifted as compared to bulk ZnO (~386 nm). The annealed sample exhibits red shift of absorption peak. The photoluminescence spectra of as-prepared sample as well as annealed samples show one emission peak in UV region, and violet, blue, blue-green and green emissions in visible region. The sample annealed at 650 °C results in a significant reduction in luminescence as compared to that of the sample annealed at 450 °C. The photoconductivity properties such as voltage dependence of photocurrent, growth and decay of photocurrent as well as wavelength dependence of photocurrent have been studied in detail.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Y. Jin, J. Wang, B. Sun, J.C. Blakesley, N.C. Greenham, Nano Lett. 8, 1649 (2008)CrossRef Y. Jin, J. Wang, B. Sun, J.C. Blakesley, N.C. Greenham, Nano Lett. 8, 1649 (2008)CrossRef
2.
4.
Zurück zum Zitat D.H. Zhang, Z.Y. Xue, Q.P. Wang, J. Phys. D Appl. Phys. 35, 2837 (2002)CrossRef D.H. Zhang, Z.Y. Xue, Q.P. Wang, J. Phys. D Appl. Phys. 35, 2837 (2002)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat H. Hayashi, A. Ishizaka, M. Haemori, H. Koinuma, Appl. Phys. Lett. 82, 1365 (2003)CrossRef H. Hayashi, A. Ishizaka, M. Haemori, H. Koinuma, Appl. Phys. Lett. 82, 1365 (2003)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat H.T. Ng, B. Chen, J. Li, J. Han, M. Meyyappan, J. Wu, S.X. Li, E.E. Haller, Appl. Phys. Lett. 82, 2023 (2003)CrossRef H.T. Ng, B. Chen, J. Li, J. Han, M. Meyyappan, J. Wu, S.X. Li, E.E. Haller, Appl. Phys. Lett. 82, 2023 (2003)CrossRef
7.
8.
Zurück zum Zitat Y. Natsume, H. Sakata, T. Hirayama, H. Yanagida, J. Appl. Phys. 72, 4203 (1992)CrossRef Y. Natsume, H. Sakata, T. Hirayama, H. Yanagida, J. Appl. Phys. 72, 4203 (1992)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat T. Okamura, Y. Seki, S. Nagakary, H. Okushi, Jpn. J. Appl. Phys. 31, L762 (1992)CrossRef T. Okamura, Y. Seki, S. Nagakary, H. Okushi, Jpn. J. Appl. Phys. 31, L762 (1992)CrossRef
10.
11.
Zurück zum Zitat S.K. Mishra, R.K. Srivastava, S.G. Prakash, R.S. Yadav, A.C. Pandey, Opt. Electron. Rev. 18, 467–473 (2010)CrossRef S.K. Mishra, R.K. Srivastava, S.G. Prakash, R.S. Yadav, A.C. Pandey, Opt. Electron. Rev. 18, 467–473 (2010)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat X.R. Ye, D.Z. Jia, J.Q. Yu, X.Q. Xin, Z.L. Xue, Adv. Mater. 11, 941 (1999)CrossRef X.R. Ye, D.Z. Jia, J.Q. Yu, X.Q. Xin, Z.L. Xue, Adv. Mater. 11, 941 (1999)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat C.F. Jin, X. Yuan, W.W. Ge, J.M. Hong, X.Q. Xin, Nanotechnology 14, 667 (2003)CrossRef C.F. Jin, X. Yuan, W.W. Ge, J.M. Hong, X.Q. Xin, Nanotechnology 14, 667 (2003)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat V. Prasad, C. D’Souza, D. Yadav, A.J. Shaikh, N. Vigneshwaran, Spectrochim. Acta A 65, 173 (2006)CrossRef V. Prasad, C. D’Souza, D. Yadav, A.J. Shaikh, N. Vigneshwaran, Spectrochim. Acta A 65, 173 (2006)CrossRef
15.
16.
Zurück zum Zitat H. Zhang, G. Chen, G. Yang, J. Zhang, X. Lu, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 18, 381 (2007)CrossRef H. Zhang, G. Chen, G. Yang, J. Zhang, X. Lu, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 18, 381 (2007)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat K. Vanheusden, W.L. Warren, C.H. Seager, D.R. Tallant, J.A. Voigt, B.E. Gnade, J. Appl. Phys. 79, 7983 (1996)CrossRef K. Vanheusden, W.L. Warren, C.H. Seager, D.R. Tallant, J.A. Voigt, B.E. Gnade, J. Appl. Phys. 79, 7983 (1996)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat X.M. Fan, J.S. Lian, L. Zhao, Y. Liu, Appl. Surf. Sci. 252, 420–424 (2005)CrossRef X.M. Fan, J.S. Lian, L. Zhao, Y. Liu, Appl. Surf. Sci. 252, 420–424 (2005)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat T. Tatsumi, M. Fujita, N. Kawamoto, M. Sasajima, Y. Horikoshi, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2602–2606 (2004)CrossRef T. Tatsumi, M. Fujita, N. Kawamoto, M. Sasajima, Y. Horikoshi, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2602–2606 (2004)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Y.W. Heo, D.P. Norton, S.J. Pearton, J. Appl. Phys. 98, 073502 (2005)CrossRef Y.W. Heo, D.P. Norton, S.J. Pearton, J. Appl. Phys. 98, 073502 (2005)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat J.S. Jie, W.J. Zhang, Y. Jiang, X.M. Meng, Y.Q. Li, S.T. Lee, Nano Lett. 6, 1887 (2006)CrossRef J.S. Jie, W.J. Zhang, Y. Jiang, X.M. Meng, Y.Q. Li, S.T. Lee, Nano Lett. 6, 1887 (2006)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat R. Ghosh, B. Mallik, S. Fujihara, D. Basak, Chem. Phys. Lett. 403, 415–419 (2005)CrossRef R. Ghosh, B. Mallik, S. Fujihara, D. Basak, Chem. Phys. Lett. 403, 415–419 (2005)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat S.V. Bhat, S.R.C. Vivekchand, A. Govindraj, C.N.R. Rao, Solid State Comm. 149, 510–514 (2009)CrossRef S.V. Bhat, S.R.C. Vivekchand, A. Govindraj, C.N.R. Rao, Solid State Comm. 149, 510–514 (2009)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat S.K. Mishra, R.K. Srivastava, S.G. Prakash, R.S. Yadav, A.C. Pandey, Electron. Mater. Lett. 7, 31–38 (2011)CrossRef S.K. Mishra, R.K. Srivastava, S.G. Prakash, R.S. Yadav, A.C. Pandey, Electron. Mater. Lett. 7, 31–38 (2011)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7th edn. (John Wiley and Sons, Inc, Singapore, 1996) C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7th edn. (John Wiley and Sons, Inc, Singapore, 1996)
29.
Zurück zum Zitat A. Maurya, P. Chauhan, S.K. Mishra, R.K. Srivastava, J. Alloy. Comp. 509, 8433–8440 (2011)CrossRef A. Maurya, P. Chauhan, S.K. Mishra, R.K. Srivastava, J. Alloy. Comp. 509, 8433–8440 (2011)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat B.D. Cullity, S.R. Stock, Elementary of X-ray Diffraction, 3rd edn. (Englewood Cliffs, Prentice-Hall, 2001) B.D. Cullity, S.R. Stock, Elementary of X-ray Diffraction, 3rd edn. (Englewood Cliffs, Prentice-Hall, 2001)
31.
Zurück zum Zitat Q. Jiang, L.H. Liang, D.S. Zhao, J. Phys. Chem. B 105, 6275–6277 (2001)CrossRef Q. Jiang, L.H. Liang, D.S. Zhao, J. Phys. Chem. B 105, 6275–6277 (2001)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat R. Kripal, A.K. Gupta, R.K. Srivastava, S.K. Mishra, Spectrochim. Acta Part A 79, 1605–1612 (2011)CrossRef R. Kripal, A.K. Gupta, R.K. Srivastava, S.K. Mishra, Spectrochim. Acta Part A 79, 1605–1612 (2011)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat H.P. Klug, L.E. Alexander, X-ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and Amorphous Materials (Wiley, New York, 1971) H.P. Klug, L.E. Alexander, X-ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and Amorphous Materials (Wiley, New York, 1971)
34.
Zurück zum Zitat S.B. Quadri, E.F. Kelton, D. Hsu, A.D. Dinsmore, J. Yang, H.F. Grag, B.R. Ratna, Phys. Rev. B. 60, 9191 (1999)CrossRef S.B. Quadri, E.F. Kelton, D. Hsu, A.D. Dinsmore, J. Yang, H.F. Grag, B.R. Ratna, Phys. Rev. B. 60, 9191 (1999)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat I.W. Kim, S.J. Doh, C.C. Kim, J.H.O. Je, J. Tashiro, M. Yoshimoto, Appl. Surf. Sci. 241, 179–182 (2005)CrossRef I.W. Kim, S.J. Doh, C.C. Kim, J.H.O. Je, J. Tashiro, M. Yoshimoto, Appl. Surf. Sci. 241, 179–182 (2005)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat N. Singh, R.M. Mehra, A. Kapoor, J. Nano-Electron. Phys. 3, 132–139 (2011) N. Singh, R.M. Mehra, A. Kapoor, J. Nano-Electron. Phys. 3, 132–139 (2011)
38.
39.
Zurück zum Zitat S.A.M. Lima, F.A. Sigoli, M. Jafelicci Jr, M.R. Davolos, Int. J. Inorg. Mater. 3, 749–754 (2001)CrossRef S.A.M. Lima, F.A. Sigoli, M. Jafelicci Jr, M.R. Davolos, Int. J. Inorg. Mater. 3, 749–754 (2001)CrossRef
40.
Zurück zum Zitat N.Y. Garces, L. Wang, L. Bai, N.C. Giles, L.E. Halliburton, G. Cantwell, Appl. Phys. Lett. 81, 622–624 (2002)CrossRef N.Y. Garces, L. Wang, L. Bai, N.C. Giles, L.E. Halliburton, G. Cantwell, Appl. Phys. Lett. 81, 622–624 (2002)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat V.A.L. Roy, A.B. Djurisic, W.K. Chan, J. Gao, H.F. Lui, C. Surya, Appl. Phys. Lett. 83, 141–143 (2003)CrossRef V.A.L. Roy, A.B. Djurisic, W.K. Chan, J. Gao, H.F. Lui, C. Surya, Appl. Phys. Lett. 83, 141–143 (2003)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat Y.G. Wang, S.P. Lau, H.W. Lee, S.F. Yu, B.K. Tay, X.H. Zhang, H.H. Hng, J. Appl. Phys. 94, 354–358 (2003)CrossRef Y.G. Wang, S.P. Lau, H.W. Lee, S.F. Yu, B.K. Tay, X.H. Zhang, H.H. Hng, J. Appl. Phys. 94, 354–358 (2003)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat A. van Dijken, E. Meulenkamp, D. Vanmaekelbergh, A. Meijerink, J. Lumin. 90, 123–128 (2000)CrossRef A. van Dijken, E. Meulenkamp, D. Vanmaekelbergh, A. Meijerink, J. Lumin. 90, 123–128 (2000)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat D.C. Reynolds, D.C. Look, B. Jogai, J. Appl. Phys. 89, 6189–6191 (2001)CrossRef D.C. Reynolds, D.C. Look, B. Jogai, J. Appl. Phys. 89, 6189–6191 (2001)CrossRef
45.
46.
Zurück zum Zitat Z.G. Wang, X.T. Zu, S. Zhu, L.M. Wang, Physica E 35, 199–202 (2006)CrossRef Z.G. Wang, X.T. Zu, S. Zhu, L.M. Wang, Physica E 35, 199–202 (2006)CrossRef
47.
Zurück zum Zitat P.K.C. Pillai, N. Shroff, N.N. Kumar, A.K. Tripathi, Phys. Rev. B 32, 8228–8233 (1985)CrossRef P.K.C. Pillai, N. Shroff, N.N. Kumar, A.K. Tripathi, Phys. Rev. B 32, 8228–8233 (1985)CrossRef
48.
50.
Zurück zum Zitat R. Ghosh, B. Mallik, D. Basak, Appl. Phys. A-Mater. Sci. Process. 81, 1281–1284 (2005)CrossRef R. Ghosh, B. Mallik, D. Basak, Appl. Phys. A-Mater. Sci. Process. 81, 1281–1284 (2005)CrossRef
51.
Zurück zum Zitat D. Basak, G. Amin, B. Mallik, G.K. Paul, S.K. Sen, J. Cryst. Growth 256, 73–77 (2003)CrossRef D. Basak, G. Amin, B. Mallik, G.K. Paul, S.K. Sen, J. Cryst. Growth 256, 73–77 (2003)CrossRef
52.
Zurück zum Zitat Y. Takahashi, M. Kanamori, A. Kondoh, H. Minoura, Y. Ohya, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1-Regul Papers Brief Comm Rev Papers 33, 6611–6615 (1994) Y. Takahashi, M. Kanamori, A. Kondoh, H. Minoura, Y. Ohya, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1-Regul Papers Brief Comm Rev Papers 33, 6611–6615 (1994)
53.
Zurück zum Zitat T.E. Murphy, K. Moazzami, J.D. Phillips, J. Electron. Mater. 35, 543–549 (2006)CrossRef T.E. Murphy, K. Moazzami, J.D. Phillips, J. Electron. Mater. 35, 543–549 (2006)CrossRef
54.
55.
Zurück zum Zitat Q.H. Li, T. Gao, Y.G. Wang, T.H. Wang, Appl. Phys. Lett. 86, 123117–123119 (2005)CrossRef Q.H. Li, T. Gao, Y.G. Wang, T.H. Wang, Appl. Phys. Lett. 86, 123117–123119 (2005)CrossRef
56.
Zurück zum Zitat C. Soci, A. Zhang, B. Xiang, S.A. Dayeh, D.P.R. Aplin, J. Park, X.Y. Bao, Y.H. Lo, D. Wang, Nano Lett. 7, 1003–1009 (2007)CrossRef C. Soci, A. Zhang, B. Xiang, S.A. Dayeh, D.P.R. Aplin, J. Park, X.Y. Bao, Y.H. Lo, D. Wang, Nano Lett. 7, 1003–1009 (2007)CrossRef
57.
Zurück zum Zitat L. Luo, Y.F. Zhang, S.S. Mao, L.W. Lin, Sens. Actuator A-Phys. 127, 201–206 (2006)CrossRef L. Luo, Y.F. Zhang, S.S. Mao, L.W. Lin, Sens. Actuator A-Phys. 127, 201–206 (2006)CrossRef
58.
Zurück zum Zitat J.B.K. Law, J.T.L. Thong, Appl. Phys. Lett. 88, 113114–113116 (2006)CrossRef J.B.K. Law, J.T.L. Thong, Appl. Phys. Lett. 88, 113114–113116 (2006)CrossRef
60.
Zurück zum Zitat H. Kind, H.Q. Yan, B. Messer, M. Law, P.D. Yang, Adv. Mater. 14, 158–160 (2002)CrossRef H. Kind, H.Q. Yan, B. Messer, M. Law, P.D. Yang, Adv. Mater. 14, 158–160 (2002)CrossRef
61.
Zurück zum Zitat Y.W. Heo, B.S. Kang, L.C. Tien, D.P. Norton, F. Ren, J.R. La Roche, S.J. Pearton, Appl. Phys. A-Mater. Sci. Process. 80, 497–499 (2005)CrossRef Y.W. Heo, B.S. Kang, L.C. Tien, D.P. Norton, F. Ren, J.R. La Roche, S.J. Pearton, Appl. Phys. A-Mater. Sci. Process. 80, 497–499 (2005)CrossRef
62.
Zurück zum Zitat Z.M. Liao, K.J. Liu, J.M. Zhang, J. Xu, D.P. Yu, Phys. Lett. A 367, 207–210 (2007)CrossRef Z.M. Liao, K.J. Liu, J.M. Zhang, J. Xu, D.P. Yu, Phys. Lett. A 367, 207–210 (2007)CrossRef
63.
Zurück zum Zitat R.H. Bube, Photoconductivity of Solids (John Wiley, New York, 1967), p. 404 R.H. Bube, Photoconductivity of Solids (John Wiley, New York, 1967), p. 404
64.
Zurück zum Zitat J.F. Randall, J.H.F. Wilkins, Proc. Royal Soc. A 184, 366–389 (1945) J.F. Randall, J.H.F. Wilkins, Proc. Royal Soc. A 184, 366–389 (1945)
65.
Metadaten
Titel
Photoluminescence and photoconductivity studies of ZnO nanoparticles prepared by solid state reaction method
verfasst von
Sheo K. Mishra
Rajneesh K. Srivastava
S. G. Prakash
Publikationsdatum
01.01.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 1/2013
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-012-0950-z

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