اثر ناخالصي گاليم بر روي ويژگي هاي ساختاري، نوري و الكتريكي نانو ذرات ZnO تهيه شده در محيط ژلاتين

Effect of Gallium doping on structural, optical and electrical properties of ZnO nanoparticles prepared in gelatin media

در اين پژوهش، با استفاده از روش سل - زل نانو ذرات(Zn1-xGaxO (0/05،0/03، 0/01 0/00=x در محيط ژلاتين تهيه شدند و نمونه هايي تكفاز با ساختار ورتسايت به دست آمد. ميانگين اندازه ذرات با استفاده از nm، TEM تخمين زده شد. تحليل الگوهاي پراش پرتو x نشان داد كه با افزايش ناخالصي به 0/01، اندازه بلورك ها ،نسبت به نمونه خالص كاهش مي يابد، در حاليكه با افزايش بيشتر در صد ناخالصي، اندازه بلورك ها افزايش مي يابد. طيف هاي به دست آمده از اندازه گيري هاي UV - vis نشان مي دهند كه با حضور ناخالصي، لبه ي جذب اندكي به سمت طول موج هاي كوچكتر و انرژري گاف نوري به انرثري هاي بيشتر جابه جا مي شوند. بررسي نمودار I - V نمونه ها نشان مي دهد كه با افزايش درصدد ناخالصي، مقاومت نمونه ها افزايش مي يابد. اين افزايش مقاومت نمونه ها مي تواند به علت كاهش كمبود اكسيژن در شبكه بر اثر حضور ناخالصي گاليم و در نتيجه كاهش چگالي حامل ها باشد.

In this work, Zn1-xGax O (x = 0.00, 0.01, 0.03, 0.05) nanoparticles were prepared by using sol-gel method in gelatin media and all the samples were crystallized in single phase wurtzite structure. Average particle size was estimated 20 nm using TEM technique. XRD Analysis showed that average crystalline size of 0.01 Ga-doped sample decreased comparing to the undoped ZnO while average crystallite size the samples with higher Ga content increased with further dopant agent content. The UV-vis absorption spectra showed that absorption edge of the doped samples shifted to lower wavelengths and optical band gap shifted to higher energies comparing to the undoped one. The current-voltage (I-V) curves of samples showed that resistance of the samples increased with the increase in doping agent content. This increase in resistance can be attributed to decreasing oxygen deficiency and carrier density in the structure due to presence of Ga dopant