Журнал наноматериалов и молекулярных нанотехнологий

Простой синтез 1D и 2D наноструктур сульфида цинка на многослойном графене

Аль-Рукейши С.М., Аль-Шукайли Х., Мохиуддин Т., Картикеян С. и Аль-Бусаиди Р. 

Наноструктуры ZnS были изготовлены на многослойной графеновой подложке с помощью метода химического осаждения из паровой фазы. Контролируемая морфология выращенных наноструктур ZnS, включая (1D) нанопроволоки, (2D) диски и наночешуйки, была достигнута путем прямого карботермического испарения (1:1) смеси порошков ZnS и графита. Расположение подложки и, следовательно, ее температура были найдены в качестве решающего параметра роста, который контролирует морфологию выращенных наноструктур ZnS. Средний диаметр нанопроволок ZnS 1-D при T = 400 °C, нанодисков 2-D планарного заполнения при T = 300 °C составляет 0,418 ± 0,007 мкм, 0,600 ± 0,020 мкм соответственно. При более низкой температуре подложки, <300 °C, периодические округлые особенности или хлопья с некоторой нанопроволокой на их краях были сформированы из-за объединения нанодисков. Это связано с тем, что при более низкой температуре более высокая нестабильность жидкости приводит к большему количеству центров зародышеобразования и высокой скорости перехода из жидкого в твердое состояние, и поэтому небольшие нанодиски будут объединяться, образуя более крупную структуру хлопьев. Все продукты представляют собой кубический сфалерит ZnS по структуре и с преимущественно интенсивными плоскостями (111). Параметр решетки для плоскостей (220) составил 5,72 Å с 5,92% деформации %, что ясно указывает на то, что они находятся в области растягивающих напряжений. Рамановское рассеяние использовалось для определения наличия графеновых слоев и наноструктур ZnS (увеличенный диапазон 100-700 см-1) поверх мультиграфеновых слоев до и после процесса роста. Кроме того, были обнаружены фиолетовые и цианово-синие излучения наноструктур ZnS с центром в 3,23 эВ и (2,41-2,53 эВ) соответственно, которые были приписаны дефектам, таким как вакансии Zn2+, междоузлия S2− и дислокации. Неорганические гибридные наноструктуры на основе графена обеспечивают несколько потенциальных применений в оптоэлектронике и наноэлектронике, таких как фотодетекторы, фотоэлектрические и оптические устройства.