بررسي خواص ساختاري و اپتيكي نانوپودرهاي Zn2SnO4 با ناخالصي Mn

Structural and optical properties of Mn-doped Zn2SnO4 nanopowders

Zn2SnO4به عنوان يك نيمرساناي شفاف در ساخت قطعات الكترونيكي شفاف همچون سلول #38;shy;هاي خورشيدي مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، پودرهاي Zn2SnO4 با درصدهاي مختلفي از ناخالصي منگنز با استفاده از روش واكنش حالت جامدي ساخته شدند. بررسي خواص ساختاري نشان مي #38;shy;دهد كه ماده تكفاز Zn2SnO4 در مقادير كمتر از 4 درصد تشكيل مي #38;shy;شود و با افزايش بيشتر ناخالصي، فازهاي اضافي نظير اكسيدهاي منگنز Mn3O4) و (Mn2O3 در كنار فاز اصلي شكل مي #38;shy;گيرند. در ادامه، اثر بازپخت در خلأ بر خواص فرومغناطيسي و اپتيكي نمونه #38;shy;ها مورد بررسي قرار گرفت. گاف انرژي نمونه #38;shy;هاي ساخته شده، بالاتر از 4 الكترون ولت بدست آمد. علاوه بر اين، خاصيت فرومغناطيسي در نمونه هاي Zn2SnO4 مورد تاييد قرار گرفت.

Zn2SnO4 has attracted attention for fabrication of transparent electronic devices such as solar cells. In this paper, Zn2SnO4 nanopowders with different values of Mn were synthesized by means of solid-state reaction method. The structural investigation revealed that the prepared powders at below 4% impurity had a single phase structure. At higher concentration of Mn, besides the Zn2SnO4 phase, secondary phases formed, namely Mn2O3 and Mn3O4. In the second step, the effect of vacuum annealing on the ferromagnetic properties of the prepared single-phase Mn-doped Zn2SnO4 was investigated. The optical characterization revealed that the band gap of the vacuum-annealed samples was higher than 4 eV. Furthermore, the formation of diluted magnetic semiconductor by doping Mn in Zn2SnO4 was verified.