Optical properties of the ZnSe nanocrystals embedded in PMMA matrix

In this paper we report linear and nonlinear optical properties of the thin films based on nanocrystals ZnSe embedded in centrosymmetric matrix PMMA, deposited by spin coating technique. Absorption and emission spectroscopy are shown respectively a blue shift and a strong band emission near the band gap of bulk material ZnSe, which is tunable with particles size. Blue shift of the absorption edge used to evaluate the average size of nanoparticles by using the E.M.A model. The size of NCs of ZnSe was estimated to 1.98 nm, compared to the exciton Bohr radius of bulk material. We established a strong quantum confinement state for the NCS ZnSe. Using Nd:YAG laser at 1064 nm in picoseconds regime, Second order susceptibilities were measured by SHG technique. The obtained value was four order of magnitude larger compared with the bulk (ZnSe) value

Structural and Optical Properties of ZnO and Co Doped ZnO Thin Films Prepared by Sol-Gel

We report on ZnO films doped with different Co concentrations (0, 0.5, and 1 wt%) prepared by sol-gel technique in association with dip-coating onto glass substrates. Zinc acetate dehydrate, cobalt acetate, mono ethanolamine were used as starting materials, as well as solvent and stabilizer, respectively. Nanostructured polycrystalline ZnO thin films with different concentrations of Co doping (0, 0.5, and 1 wt%) are prepared for the first time by the sol-gel method and annealed at 500°C for 1 h. The surface morphologies of the ZnO thin films deposited on glass substrate with different concentrations were evaluated by atomic force microscopy. The optical absorption of the films showed a blue shift of the band gap. The photoluminescence signal of the thin films of undoped and Co-doped ZnO presents different bands in the visible region. The electrical conductivity of the sample with 0.5%Co was found to be 4.62 (ΩCm)¯¹

Study of undoped and indium doped ZnO thin films deposited by sol gel method

In this paper, we report the effects of Indium doping concentrations (from 0 to 10wt%) on the structural, morphological, and optical properties of deposited In doped ZnO (IZO) thin films prepared by the sol–gel method through the dip coating technique. X-ray diffraction (XRD) analysis indicates that all ZnO thin films have a polycrystalline nature with a hexagonal wurtzite phase with (002) as a preferential orientation. XRD results demonstrate that the particle size of ZnO decreased with the increase in Indium concentrations. Raman scattering spectra confirmed the wurtzite phase and the presence of intrinsic defects in our samples. Energy dispersive spectroscopy (EDS) and the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements, confirmed the presence of zinc, oxygen and indium elements which is in agreement with XPS results. The photoluminescence (PL) spectra of the films exhibit defects-related visible emission peaks, with intensities differing owing to different concentrations of zinc vacancies. UV–Vis spectrometer measurements show that all the films are highly transparent in the visible wavelength region (≥ 70%) and presented two different absorption edges at about 3.21 eV and 3.7 eV, these may be correspond to the band gap of zinc oxide and indium oxide respectively

Вплив товщини плівки на властивості тонких плівок Co-ZnO, отриманих золь-гель методом

Тонкі плівки ZnO, леговані 1 мас. % Co (CZO) різної товщини (3, 5 і 7 шарів, що відповідають товщині 403, 545 і 725 нм) наносяться золь-гель методом на скляні підкладки технікою нанесення покриттів зануренням. Дегідрат ацетату цинку, ацетат кобальту, 2-метоксиетанол і етаноламін використовуються відповідно як первинні матеріали, розчинник і стабілізатор. Термічно відпалені плівки охарактеризовано для вивчення структури, морфології поверхні, електричних та оптичних властивостей. Дифракція рентгенівських променів (XRD) показує, що ці плівки мають полікристалічну гексагональну структуру (структура вюрциту з просторовою групою P63mc), володіють напругою стиску та мають переважну орієнтацію вздовж площини (002). Відзначимо, що при збільшенні товщини розмір частинок зменшується. Морфологію поверхні отриманих тонких плівок CZO досліджують за допомогою атомно-силової мікроскопії (АFМ). Вона виявляє появу однорідної стовпчастої структури та показує, що розмір частинок і середньоквадратична шорсткість CZO збільшуються зі збільшенням товщини. УФ-видима спектроскопія показує (у видимій області) пропускання від 75 до 86 % для всіх плівок, сильне поглинання (в УФ-області) і зменшення оптичної забороненої зони. Крім того, товщина впливає на ближній край смуги (NBE) і видиме випромінювання, що виявляється фотолюмінесценцією. Електропровідність зразка з довжиною хвилі 725 нм становить 4,43 (Ом∙см) – 1.1 wt. % Co-doped ZnO (CZO) thin films of varying thicknesses (3, 5 and 7 layers, which correspond to 403, 545 and 725 nm as thickness) are deposited using the sol-gel method onto glass substrates by dip coating technique. Zinc acetate dehydrate, cobalt acetate, 2-methoxyethanol and ethanolamine are used as primary materials, solvent and stabilizer, respectively. The thermally annealed films are characterized to study the structural, surface morphology, electrical and optical properties. X-ray diffraction (XRD) shows that these films have a polycrystalline hexagonal structure (wurtzite structure with space group P63mc), possessing compressive stress and presenting a preferred orientation along the (002) plane. We note that the particle size increases when the thickness increases. The surface morphology of the prepared CZO thin films is investigated by atomic force microscopy (AFM). It reveals the emergence of a uniform columnar structure and shows that the particle size and the root mean square (RMS) of CZO increase with increasing thickness. UV-visible spectroscopy shows (in the visible region) a transmittance between 75 and 86 % for all the films, strong absorption (in the UV region) and a decrease in the optical band gap. Moreover, the near band edge (NBE) and visible emissions detected by photoluminescence are affected by the thickness. The electrical conductivity of the sample with 725 nm is found to be 4.43 (Ω∙cm) – 1

Вивчення впливу товщини плівки на структуру та оптичні властивості наноструктурованих тонких плівок ZnS, нанесених методом розпилення

Тонкі плівки ZnS осаджували на скляну підкладку при температурі 400 °C за допомогою ультразвукової хімічної методики розпилення. У роботі ми вивчили вплив товщини плівки на структуру та оптичні властивості наноструктурованих тонких плівок ZnS. XRD аналіз тонких плівок ZnS, який підтвердив гексагональну структуру ZnS, виявив, що максимальний розмір кристалітів 45,3 нм був отриманий при товщині плівки 577 нм. Це підтверджують полікристалічні плівки з великою товщиною. Що стосується оптичних властивостей, то тонкі плівки ZnS мають хорошу прозорість у видимій області; енергія забороненої зони для усіх нанесених плівок змінювалася від 3,9 до 4,1 еВ. При меншій товщині тонкі плівки ZnS стають менш невпорядкованими і мають менше дефектів, пов'язаних з енергією Урбаха 0,19 еВ при 360 нм. Однак зазначається, що коливання коефіцієнта екстинції k слідують тією ж тенденцією, що вказує на те, що мінімальна величина отримана для плівки ZnS, осадженої при 360 нм. Найкраща зміна показника заломлення також була отримана для товщини 360 нм.The sprayed ZnS thin films were deposited on a glass substrate at 400 °C using ultrasonic spray chemical technique (SPC). In this work, we have studied the effect of film thickness on structure and optical properties of nanostructured ZnS thin films. XRD analysis of ZnS thin films, which confirmed a hexagonal structure of ZnS with good crystallinity, has revealed that the crystallite size maximum of 45.3 nm was obtained with 577 nm. This is confirmed by the polycrystalline films at high film thickness. As for the optical properties, ZnS thin films have a good transparency in the visible region; the band gap energy of all deposited films was varied from 3.9 to 4.1 eV. At lower film thickness, the ZnS thin films become less disorder and fewer defects that are related to the Urbach energy, which was obtained of the order of 0.19 eV at 360 nm. However, it is noted that the variation of the extinction coefficient k follows the same trend, which indicates that the minimum value was obtained for ZnS film deposited with 360 nm. The best variation of refractive index was also obtained for 360 nm