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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 24/2018

13.10.2018

Towards understanding the morphological, magnetic, optical and electrical properties of MnO2 nanowires for magneto-and optoelectronic applications

verfasst von: M. A. Awad, N. M. A. Hadia

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 24/2018

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Abstract

Mixed solutions of manganese sulfate and potassium permanganate were hydrothermally used to synthesis α-MnO2 nanowires. Energy dispersive analysis of X-ray revealed the formation of stoichiometric MnO2 and X-ray diffraction revealed the formation of single crystalline α-MnO2. Examinations using both SEM and TEM yielded nanowires with diameters ranged from 40 to 50 nm and lengths ranged from 5 to 6 µm. The magnetic properties revealed that the α-MnO2 NWs exhibit ferromagnetic/antiferromagnetic characteristics at liquid nitrogen and room temperatures. This kind of materials may be find usage in electromagnetic shielding applications. Direct optical band gap of 2.6 eV, that was blue shifted from the bulk value, was reported. Photoluminescence examinations displayed a strong emission peak around 395 nm and broad peak around 477 nm. The α-MnO2 NWs showed a semiconducting behavior where the resistivity decreased with increasing temperature. Two activation energies were reported; the low temperature activation energy was 0.089 eV and the high temperature activation energy was 0.782 eV. Based on the observed high intensity UV emission peak, the obtained α-MnO2 NWs may find applications in UV light emitting diodes.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat A. Akbari, M. Amini, A. Tarassoli, B. Eftekhari-Sis, N. Ghasemian, E. Jabbari, Nano-Struct. Nano-Objects 14, 19–48 (2018)CrossRef A. Akbari, M. Amini, A. Tarassoli, B. Eftekhari-Sis, N. Ghasemian, E. Jabbari, Nano-Struct. Nano-Objects 14, 19–48 (2018)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat C.M. Hung, D.T.T. Le, N.V. Hieu, J. Sci.: Adv. Mater. Devices 2, 263–285 (2017) C.M. Hung, D.T.T. Le, N.V. Hieu, J. Sci.: Adv. Mater. Devices 2, 263–285 (2017)
5.
Zurück zum Zitat H.J. Kim, J.B. Lee, Y.-M. Kim, M.-H. Jung, Z. Jaglicic, P. Umek, J. Dolinsek, Nanoscale Res. Lett. 2, 81–86 (2007)CrossRef H.J. Kim, J.B. Lee, Y.-M. Kim, M.-H. Jung, Z. Jaglicic, P. Umek, J. Dolinsek, Nanoscale Res. Lett. 2, 81–86 (2007)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat W. Liang, L. Wang, H. Zhu, Y. Pan, Z. Zhu, H. Sun, C. Ma, A. Li, Sol. Energy Mat. Sol. C 180, 158–167 (2018)CrossRef W. Liang, L. Wang, H. Zhu, Y. Pan, Z. Zhu, H. Sun, C. Ma, A. Li, Sol. Energy Mat. Sol. C 180, 158–167 (2018)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat C. Stella, N. Soundararajan, K. Ramachandran, Superlattice Microstruct. 71, 203–210 (2014)CrossRef C. Stella, N. Soundararajan, K. Ramachandran, Superlattice Microstruct. 71, 203–210 (2014)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat J.-L. Xiao, S.-Y. Sun, X. Song, P. Li, J.-G. Yu, Chem. Eng. J. 279, 659–666 (2015)CrossRef J.-L. Xiao, S.-Y. Sun, X. Song, P. Li, J.-G. Yu, Chem. Eng. J. 279, 659–666 (2015)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat M. Gheju, I. Balcu, G. Mosoarca, J. Hazard. Mater. 310, 270–277 (2016)CrossRef M. Gheju, I. Balcu, G. Mosoarca, J. Hazard. Mater. 310, 270–277 (2016)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat S. Devaraj, N. Munichandraiah, J. Phys. Chem. C 112, 4406–4417 (2008)CrossRef S. Devaraj, N. Munichandraiah, J. Phys. Chem. C 112, 4406–4417 (2008)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat R.A. Davoglio, G. Cabello, J.F. Marco, S.R. Biaggio, Electrochim. Acta 261, 428–435 (2018)CrossRef R.A. Davoglio, G. Cabello, J.F. Marco, S.R. Biaggio, Electrochim. Acta 261, 428–435 (2018)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat A.M. Toufiq, F. Wang, H. Ullah, Shah, Phys. Status Solidi C 14, 1700176 (2017) A.M. Toufiq, F. Wang, H. Ullah, Shah, Phys. Status Solidi C 14, 1700176 (2017)
15.
Zurück zum Zitat Y. Gao, Z. Wang, J. Wan, G. Zou, Y. Qian, J. Cryst. Growth 279, 415–419 (2005)CrossRef Y. Gao, Z. Wang, J. Wan, G. Zou, Y. Qian, J. Cryst. Growth 279, 415–419 (2005)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat D.S. Patil, S.A. Pawar, J.C. Shin, J. Ind. Eng. Chem. 62, 166–175 (2018)CrossRef D.S. Patil, S.A. Pawar, J.C. Shin, J. Ind. Eng. Chem. 62, 166–175 (2018)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat W. Tang, Y.Y. Hou, X.J. Wang, Y. Bai, Y.S. Zhu, H. Sun, Y.B. Yue, Y.P. Wu, K. Zhu, R. Holze, J. Power Sources 197, 330–333 (2012)CrossRef W. Tang, Y.Y. Hou, X.J. Wang, Y. Bai, Y.S. Zhu, H. Sun, Y.B. Yue, Y.P. Wu, K. Zhu, R. Holze, J. Power Sources 197, 330–333 (2012)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat G. Cheng, L. Yu, B. Lan, M. Sun, T. Lin, Z. Fu, X. Su, M. Qiu, C. Guo, B. Xu, Mater. Res. Bull. 75, 17–24 (2016)CrossRef G. Cheng, L. Yu, B. Lan, M. Sun, T. Lin, Z. Fu, X. Su, M. Qiu, C. Guo, B. Xu, Mater. Res. Bull. 75, 17–24 (2016)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Q. Liu, L. Geng, T. Yang, Y. Tang, P. Jia, Y. Li, H. Li, T. Shen, L. Zhang, J. Huang, In-situ imaging electrocatalysis in a Na–O2 battery with Au-coated MnO2 nanowires air cathode. Energy Storage Mater. (2018) (in press) Q. Liu, L. Geng, T. Yang, Y. Tang, P. Jia, Y. Li, H. Li, T. Shen, L. Zhang, J. Huang, In-situ imaging electrocatalysis in a Na–O2 battery with Au-coated MnO2 nanowires air cathode. Energy Storage Mater. (2018) (in press)
20.
Zurück zum Zitat J. Liu, V. Makwana, J. Cai, S.L. Suib, M. Aindow, J. Phys. Chem. B 107, 9185–9194 (2003)CrossRef J. Liu, V. Makwana, J. Cai, S.L. Suib, M. Aindow, J. Phys. Chem. B 107, 9185–9194 (2003)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat A.G.M. da Silva, C.M. Kisukuri, T.S. Rodrigues, E.G. Candido, I.C. de Freitas, A.H.M. da Silva, J.M. Assaf, D.C. Oliveira, L.H. Andrade, P.H.C. Camargo, Appl. Catal. B: Environ. 184, 35–43 (2016)CrossRef A.G.M. da Silva, C.M. Kisukuri, T.S. Rodrigues, E.G. Candido, I.C. de Freitas, A.H.M. da Silva, J.M. Assaf, D.C. Oliveira, L.H. Andrade, P.H.C. Camargo, Appl. Catal. B: Environ. 184, 35–43 (2016)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat L. Han, J. Shi, A. Liu, Sens. Actuators B: Chem. 252, 919–926 (2017)CrossRef L. Han, J. Shi, A. Liu, Sens. Actuators B: Chem. 252, 919–926 (2017)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat R. Ranjusha, T.S. Sonia, S. Roshny, V. Lakshmi, S. Kalluri, T. NamKim, S.V. .Nair, A. Balakrishnan, Mater. Res. Bull. 70, 1–6 (2015)CrossRef R. Ranjusha, T.S. Sonia, S. Roshny, V. Lakshmi, S. Kalluri, T. NamKim, S.V. .Nair, A. Balakrishnan, Mater. Res. Bull. 70, 1–6 (2015)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat A.R. Selvaraj, R. Rajendiran, D. Chinnadurai, G. Rajendr, K.H.-J. Kim, K. Senthil, K. Prabakar, Electrochim. Acta 283, 1679–1688 (2018)CrossRef A.R. Selvaraj, R. Rajendiran, D. Chinnadurai, G. Rajendr, K.H.-J. Kim, K. Senthil, K. Prabakar, Electrochim. Acta 283, 1679–1688 (2018)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat G.H. Yue, P.X. Yan, D. Yan, D.M. Qu, X.Y. Fan, M.X. Wang, H.T. Shang, J. Cryst. Growth 294, 385–388 (2006)CrossRef G.H. Yue, P.X. Yan, D. Yan, D.M. Qu, X.Y. Fan, M.X. Wang, H.T. Shang, J. Cryst. Growth 294, 385–388 (2006)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat L. Sanchez-Botero, A.P. Herrera, J.P. Hinestroza, Nanomaterials 7, 117 (2017)CrossRef L. Sanchez-Botero, A.P. Herrera, J.P. Hinestroza, Nanomaterials 7, 117 (2017)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat N. Rajamanickam, P. Ganesan, S. Rajashabala, K. Ramachandran, AIP Conf. Proc. 1591 (2014) 267CrossRef N. Rajamanickam, P. Ganesan, S. Rajashabala, K. Ramachandran, AIP Conf. Proc. 1591 (2014) 267CrossRef
28.
Zurück zum Zitat J. Luo, H.T. Zhu, J.K. Liang, G.H. Rao, J.B. Li, Z.M. Du, J. Phys. Chem. C 114, 8782–8786 (2010)CrossRef J. Luo, H.T. Zhu, J.K. Liang, G.H. Rao, J.B. Li, Z.M. Du, J. Phys. Chem. C 114, 8782–8786 (2010)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat W.D. Callister Jr., D.G. Rethwisch, Materials Science and Engineering an Introduction, 8th edn. (Wiley, New York, 2010) W.D. Callister Jr., D.G. Rethwisch, Materials Science and Engineering an Introduction, 8th edn. (Wiley, New York, 2010)
30.
Zurück zum Zitat B.D. Cullity, Elements of X-Ray Diffraction (Addison-Wesley, Reading, 1972) B.D. Cullity, Elements of X-Ray Diffraction (Addison-Wesley, Reading, 1972)
32.
Zurück zum Zitat M.S. Alqahtani, N.M.A. Hadia, S.H. Mohamed, Optik 145, 377–386 (2017)CrossRef M.S. Alqahtani, N.M.A. Hadia, S.H. Mohamed, Optik 145, 377–386 (2017)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat P. Kollu, S. Prathapani, E.K. Varaprasadarao, C. Santosh, S. Mallick, A.N. Grace, D. Bahadur, Appl. Phys. Lett. 105, 052412 (2014)CrossRef P. Kollu, S. Prathapani, E.K. Varaprasadarao, C. Santosh, S. Mallick, A.N. Grace, D. Bahadur, Appl. Phys. Lett. 105, 052412 (2014)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat V. Marghussian, Nano-Glass Ceramics Processing, Properties and Applications (William Andrew, Oxford, 2015) V. Marghussian, Nano-Glass Ceramics Processing, Properties and Applications (William Andrew, Oxford, 2015)
35.
Zurück zum Zitat J. Tauc, Amorphous and Liquid Semiconductors (Plenum Press, New York, 1974)CrossRef J. Tauc, Amorphous and Liquid Semiconductors (Plenum Press, New York, 1974)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat A.M. Toufiq, F.P. Wang, Q.U.A. Javed, Q.S. Li, Y. Li, Appl. Phys. A 116, 1127 (2014)CrossRef A.M. Toufiq, F.P. Wang, Q.U.A. Javed, Q.S. Li, Y. Li, Appl. Phys. A 116, 1127 (2014)CrossRef
37.
38.
Zurück zum Zitat S.H. Mohamed, M. El-Hagary, M. Emam-Ismail, J. Phys. D 43, 075401 (2010)CrossRef S.H. Mohamed, M. El-Hagary, M. Emam-Ismail, J. Phys. D 43, 075401 (2010)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat P. Prathap, N. Revathi, Y.P.V. Subbaiah, K.T. Ramakrishna Reddy, J. Phys. 20, 035205 (2008) P. Prathap, N. Revathi, Y.P.V. Subbaiah, K.T. Ramakrishna Reddy, J. Phys. 20, 035205 (2008)
40.
Zurück zum Zitat A.M. Toufiq, F.P. Wang, Q.U.A. Javed, Q.S. Li, Y. Li, Mater. Lett. 118, 34 (2014)CrossRef A.M. Toufiq, F.P. Wang, Q.U.A. Javed, Q.S. Li, Y. Li, Mater. Lett. 118, 34 (2014)CrossRef
41.
42.
43.
Zurück zum Zitat N.M.A. Hadia, M.A. Awad, S.H. Mohamed, E.M.M. Ibrahim, Appl. Phys. A 122, 889 (2016)CrossRef N.M.A. Hadia, M.A. Awad, S.H. Mohamed, E.M.M. Ibrahim, Appl. Phys. A 122, 889 (2016)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat P. Fau, J.P. Bonino, A. Rousset, Appl. Surf. Sci. 78, 203–210 (1994)CrossRef P. Fau, J.P. Bonino, A. Rousset, Appl. Surf. Sci. 78, 203–210 (1994)CrossRef
46.
Zurück zum Zitat R.S.S. Saravanan, D. Pukazhselvan, C.K. Mahadevan, J. Alloys Compd. 517, 139 (2012)CrossRef R.S.S. Saravanan, D. Pukazhselvan, C.K. Mahadevan, J. Alloys Compd. 517, 139 (2012)CrossRef
Metadaten
Titel
Towards understanding the morphological, magnetic, optical and electrical properties of MnO2 nanowires for magneto-and optoelectronic applications
verfasst von
M. A. Awad
N. M. A. Hadia
Publikationsdatum
13.10.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 24/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-0209-4

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