Дослідження фотореактивності неорганічних нанокристалів зі значними органічними кольорами

Серед фотонних оптоелектронних матеріалів особливо можна виділити колоїдні нанокристали напівпровідникових квантових точок (QDs). Завдяки своїй високій ефективності та вузькій смузі випромінювання, спектральній чистоті та можливості точного налаштування вони широко використовуються у штучному освітленні та дисплеях. В результаті використання QDs в кольороперетворювальних світлодіодах у поєднанні з люмінофорами вдається одночасно досягти вдалої кольоропередачі об'єктів, що освітлюються. Спектральне перекриття пристрою з чутливістю людського ока є видатним, на відміну від інших традиційних джерел, таких як лампи розжарювання та люмінесцентні лампи, а також світлодіодів на основі люмінофора, які не можуть забезпечити всі вищезазначені характеристики одночасно. Колоьорознавство QDs для освітлення та дисплеїв підсумовується в цій статті разом із останніми досягненнями в світлодіодах на основі інтегрованих QDs та дослідженнях дисплеїв. Колоьорознавство, фотометрія та радіометрія представлені в першому розділі. Спектральні конструкції білих світлодіодів на основі інтегрованих QDs призвели до ефективного як внутрішнього, так і зовнішнього освітлення. Кольороперетворювальні світлодіоди на основі QDs та дисплеї обговорюються як докази концепції в наступному розділі. У заключенні ми представляємо огляд дослідницьких можливостей і труднощів, а також прогноз на майбутнє.When it comes to photonic optoelectronic materials, colloidal nanocrystals of semiconductor quantum dots (QDs) are quickly rising to the top of the heap. With their great efficiency and narrow emission band, they have gained interest for their usage in artificial lighting and displays because of their spectral purity and fine-tunability. As a result of using QDs in color-conversion LEDs in combination with phosphors, it is possible to simultaneously achieve successful color rendition of illuminated objects. The device spectral overlap with the sensitivity of the human eye is outstanding, in contrast to other conventional sources like incandescent and fluorescent lights and phosphor-based LEDs, which cannot attain all of the above features at the same time. Color science of QDs for lighting and displays is summarized in this paper, along with recent breakthroughs in QD-integrated LEDs and display research. Color science, photometry, and radiometry are introduced in the first chapter. Spectral designs of QD-integrated white LEDs have resulted in efficient lighting for both indoor and outdoor applications after offering an overview of QDs. QD colorconversion LEDs and displays are discussed as proof-of-concept applications in the next section. Finally, we present an overview of research opportunities and difficulties, as well as a prediction for the future

Екологічний синтез наночастинок оксиду міді з рослинного екстракту catharanthus roseus та його дослідження

В останні роки нанотехнології є актуальною сферою для дослідників. Дослідження екологічного синтезу наночастинок (НЧ) оксидів металів проводились з різними рослинними екстрактами. Враховуючи величезні можливості рослин як джерел, ця робота передбачає екологічне виготовлення НЧ оксиду міді (CuO) як варіант на заміну звичайних методів. Рослини обирають, щоб зменшити кількість металевих частинок за більш обмежений час, тоді як методи на основі мікроорганізмів вимагають більш тривалого часу. Проста доступність рослин у природі робить їх більш бажаними органічними активами, ніж мікроорганізми. НЧ CuO були введені за допомогою процедури екологічного синтезу з розчину мідного купоросу через водний екстракт catharanthus roseus. Було отримано незмінне співвідношення рослинного екстракту до іонів металу, а потім спостерігали зміну кольору, що довело утворення НЧ. Цей метод є швидким, простим, без небезпечних синтетичних речовин і доцільним для змішаних НЧ CuO. Отримані НЧ аналізували за допомогою рентгенівської дифракції (XRD), спектроскопії UV-DRS, інфрачервоної спектроскопії з перетворенням Фур'є (FTIR), скануючої електронної мікроскопії (SEM) та зета-потенціалів. Підготовлені НЧ були отримані в діапазоні розмірів кристалітів 43,7 нм. Зображення SEM виявили, що форма НЧ є сферичною із середнім діаметром 43 нм. Аналіз FTIR підтвердив отримання піків Cu-O. CuO демонструє енергію прямої забороненої зони 2,04 еВ за допомогою спектроскопії UV-DRS. Проаналізовані зета-потенціали пояснили вузький діапазон стабільності НЧ. Завдяки унікальним фізико-хімічним властивостям та недорогій підготовці, НЧ CuO викликають значний інтерес останнім часом. НЧ CuO застосовуються як харчові добавки, мастила, складні сенсори, матеріали покриттів, незважаючи на незліченну кількість біотехнологічних і фармацевтичних застосувань. У статті пояснюється зручність застосування екстракту catharanthus roseus для ефективного приготування НЧ CuO за допомогою екологічної технології синтезу.In recent years, nanotechnology is a burning field for researchers. Studies on the green synthesis of metal oxide nanoparticles (NPs) have been carried out with various plant extracts. Considering the huge possibility of plants as sources, this work expects to apply green preparation for the copper oxide (CuO) NPs as an option in contrast to regular techniques. Plant separates ready to lessen the metal particles in a more limited time, while microorganism-based techniques require a more extended time. The simple accessibility of plants in nature makes them more favored organic assets than microorganisms. CuO NPs were infused by green synthesis procedure from copper sulphate solution through the aqueous extract of catharanthus roseus, a relentless ratio of plant extract to metal ion was prepared, then the color change was observed which proved the formation of NPs. This method is fast, straightforward with no unsafe synthetic substances as lessening or balancing out specialists, and prudent to blended CuO NPs. The NPs obtained were analyzed by X-ray diffraction (XRD), UV-DRS spectroscopy method, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), and zeta potential. The prepared NPs were found in crystalline size range of 43.7 nm. The SEM images confirmed and explained that the NPs shape is a spherical shape with an average diameter of 43 nm. FTIR analysis confirmed that Cu-O peaks are obtained. The CuO demonstrates direct bandgap energy of 2.04 eV from UV-DRS spectroscopy. Zeta potentials analyzed explained the narrow size of NPs stability. CuO NPs, due to their unique physical and chemical properties and low-cost preparation, have been of great interest recently. CuO NPs have been applied as dietary added substances, grease supplements, compound sensors, covering materials notwithstanding countless biotechnological and drugs applications. The article explains the comfortable application of catharanthus roseus extract as an efficient preparation of CuO NPs through green synthesis technique to obtain crystalline material

Дослідження електричних та структурних властивостей наночастинок діоксиду марганцю

Кристалічний діоксид марганцю (MnO2) готували методом розчинення в мікрохвильовій печі з використанням гідроксиду натрію як агента. Електропровідність, електричний модуль та діелектричні властивості наночастинок MnO2 були проаналізовані методом імпедансної спектроскопії в діапазоні частот від 1 до 8 МГц та діапазоні температур від 273 до 423 К. Провідність MnO2 зростає зі збільшенням частоти. Було встановлено, що температурна залежність провідності наночастинок підкоряється діаграмі Арреніуса, енергія активації становить – 0,088 еВ. Максимальна провідність виявляється рівною 311,79 См/см при конкретній температурі 298 К. Відповідна не дебаєвська поведінка у матеріалах MnO2 аналізується за допомогою аналізу модулів та діелектричних спектрів. Модульний і діелектричний спектри підтвердили процес релаксації. Діелектрична константа та діелектричні втрати були виявлені діелектричним спектральним аналізом. Діелектрична константа була постійною в області високих частот і варіювалася в області низьких частот. Діелектрична константа виявилася рівною – 1211 при певній температурі 298 К в області дуже низьких частот. Діелектричні втрати також були постійними при високих частотах в будь-яких температурних умовах і змінювались в області низьких частот. Структуру наночастинок MnO2 проаналізували методом порошкової рентгенівської дифракції. Результати порошкової рентгенографії показали, що підготовлений зразок наночастинок був кристалічним з тетрагональною фазою. За формулою Шеррера середній розмір кристалітів становить близько 20 нм.Crystalline manganese dioxide (MnO2) was prepared by microwave assisted solution method using sodium hydroxide as an agent. Electric conductivity, electric modulus and dielectric properties of MnO2 nanoparticles were analyzed by AC Impedance spectroscopy in the frequency range 1 to 8 MHz and temperature range in-between 273 K to 423 K. Conductivity of MnO2 increases with increasing frequency. Temperature dependence of the nanoparticle conductivity was found to obey the Arrhenius plot, activation energy is – 0.088 eV. The maximum conductivity is found to be 311.79 S/cm at a particular temperature of 298 K. The conformed non-Debye type behavior in the MnO2 materials is analyzed through modulus analysis and dielectric spectra. The modulus and dielectric spectra confirmed the relaxation process. Dielectric constant and dielectric loss were found from the dielectric spectral analysis. The dielectric constant was constant at high frequency region and varied at low frequency region. The dielectric constant is found to be – 1211 at a particular temperature of 298 K in very low frequency region. The dielectric loss also was constant at high frequencies in all temperature conditions and varied at low frequency region. Structure of MnO2 nanoparticles has been analyzed by powder X-ray diffraction method. The powder XRD results revealed that the prepared nanoparticles sample was crystalline with a tetragonal phase. Average crystallite size is found to be around 20 nm using Scherrer formula

Структурні, оптичні, морфологічні та теплові властивості наночастинок CuO, підготовлених методом золь-гелю

У статті описана екологічна технологія підготовки наночастинок оксиду міді, їх структурні та морфологічні параметри та аналіз енергії забороненої зони. Нанорозмірні частинки оксиду міді (CuO) були виготовлені методом золь-гелю. Для аналізу наночастинок застосовуються порошкова рентгенівська дифракція (XRD), інфрачервона спектроскопія з використанням перетворення Фур'є (FTIR), скануюча електронна мікроскопія, спектри поглинання в ультрафіолетовій і видимій (UV-vis) областях та теплові спектри. Аналіз порошкової XRD показав, що було виявлено моноклінну структуру з відмінним розміром кристалітів та d-відстанню. Спектральні результати FTIR підтвердили наявність енергетичних смуг Cu-O у підготовлених наночастинках. Морфологія зразків підтверджує випадкову сферичну форму наночастинок. Підготовлені частинки CuO показують, що зміна кольору відбувається при синтезі, що підтверджують його відповідні піки при 253 нм, які були проаналізовані за допомогою UV-vis спектроскопії. Ширина забороненої зони дорівнює 1.3 еВ. Екзотермічні та ендотермічні процеси підготовлених наночастинок були досліджені експериментами TG/DTA.This article aims to report an environmental friendly preparation technique of copper oxide nanoparticles, their structural and morphological properties, and band gap energy analysis. Copper oxide (CuO) nanosize particles are prepared by sol-gel route. Powder X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, UV-visible absorbance spectra and thermal spectra are used to analyze the nanoparticles. Powder XRD analysis showed that monoclinic structure with excellent crystallite size and d-spacing distance was found. FTIR spectral results confirmed the presence of the Cu-O bands in prepared nanoparticles. Morphology of the samples indicates and confirms the random spherical shape of nanoparticles. Prepared CuO particles show that a color change occurs in synthesis and confirm its respective peaks at 253 nm, which were analyzed through UV-Vis spectroscopy. The band gap is determined equal to 1.3 eV. The exothermic and endothermic processes of prepared nanoparticles were investigated by TG/DTA experiments