بارگذاري آرايه نانوميله‌هاي ZnO با فيلم نازك اكسيد مس: يكسوسازي و فعاليت فوتوكاتاليستي

ZnO Nanorods Array Loading by CuO thin film: Rectifying and Photocatalytic Activity

در كار حاضر، ساختار نامتجانس دو مؤلفه‌اي از آرايه نانوميله‌هاي اكسيد روي (ZnO NRs) و ساختارهاي اكسيد مس (CuO) رشد داده مي‌شود. نانوميله-هاي يك بعدي ZnO به كمك لايه جوانه‌زني به‌وسيله‌ي روش شيميايي‌تر در دماي پايين رشد داده مي‌شوند. سپس فيلم نازك اكسيد مس با اكسايش حرارتي فيلم نازك Cu نهشت‌شده با كندوپاش مگنتروني بر ZnO NRs به منظور افزايش و گسترش جذب اپتيكي در ناحيه مرئي تشكيل مي‌شود. مشخصه‌هاي نوري، ساختاري، ريختي، الكتريكي و چگونگي فصل‌مشترك ساختار نامتجانس ZnO NRs/CuO TF به وسيله‌ي آناليزهاي طيف‌سنجي UV-Vis-near IR، پراش-سنجي پرتو (X (XRD، ميكروسكوپ الكتروني روبشي- گسيل ميداني/ طيف‌سنجي تفكيك انرژي پرتو (X (FE-SEM / EDX و اندازه‌گيري مشخصه جريان- ولتاژ مطالعه مي‌شوند. با اكسايش حرارتي فيلم نازك Cu برZnO NRs در بازه دمايي °C600-200 باعث تشكيل ساختار نامتجانس ZnO NRs/CuO TF مي‌شود.جذب پيوند ZnO NRs/CuO TF نسبت به ZnO NRs لخت در ناحيه مرئي افزايش مي‌يابد فعاليت فوتوكاتاليستي ساختار‌هاي نامتجانس ZnO NRs/CuO از طريق كاهش رودامين‌بي (RhB) تحت تابش نور UV و مرئي بررسي شد..فعاليت فوتوكاتالسيتي و آهنگ تخريب RhB توسطZnO NRs/CuOTF نسبت به ZnO NRs لخت افزايش قابل توجهي مي‌يابد.

In the present work, two- component heterostructure of ZnOnanorods array (ZnO NRs) and CuO nanostructure has been grown. Well-aligned ZnO NRs have been synthesized using seed layer by low temperature wet chemical method. Then, CuOthin film has been form by thermal oxidation ofCu thin film deposited by magnetron sputtering on ZnO NRs to increase and expand optical absorption to visible region. The structure, morphology and chemical, optical, photocatalytic properties of ZnO NRs/CuOheterostructures have been studied by, X-ray diffractometry (XRD), field emission- scanning electron microscope/ energy dispersive X-ray spectroscopy (FE-SEM /EDX), UV-Vis- near IR optical absorption spectroscopy, and current – voltage measurement, respectively.Thermal oxidation of Cu thin film on ZnO NRs in the temperature range 200- 600 °C Cause ZnO NRs/CuO TF heterostructure to form. The ZnO NRs/CuOheterostructures increase and expand optical absorbtion to visible range in comparision to bare ZnO NRs.Photocatalytic activity of ZnO NRs/CuOheterostructure was investigated through Rhodamine B (RhB) photodegrdation under UV- Vis irradiation.Photocatalytic efficiency of ZnO NRs/CuOheterostructure is considerably increased in comparison to bare ZnO NRs.