ナノマテリアルと分子ナノテクノロジーのジャーナル

多層グラフェン上の1Dおよび2D硫化亜鉛ナノ構造の容易な合成

アル・ルケイシ SM、アル・シュカイリ H、モヒウディン T、カーティケヤン S、アル・ブサイディ R 

ZnS ナノ構造は、化学蒸着法によって多層グラフェン基板上に製造されました。(1:1) ZnS とグラファイト粉末の混合物の直接炭素熱蒸発によって、(1D) ナノワイヤ、(2D) ディスク、ナノフレークなどの成長 ZnS ナノ構造の制御可能な形態が実現されました。基板の位置、したがってその温度は、成長する ZnS ナノ構造の形態を制御する重要な成長パラメータであることがわかりました。T=400 °C での ZnS 1-D ナノワイヤの平均直径と、T=300 °C での 2-D 平面充填ナノディスクの平均直径は、それぞれ 0.418 ± 0.007 μm、0.600 ± 0.020 μm です。より低い基板温度 (<300 °C) では、ナノディスクの融合により、端にナノワイヤがいくつか付いた周期的な丸い形状またはフレークが形成されました。これは、低温では液体の不安定性が高く、核形成サイトが増え、液体から固体への変換率が高くなるため、小さなナノディスクが融合してより大きなフレーク構造を形成するためです。すべての製品は、立方晶閃亜鉛鉱 ZnS 構造で、優先的に強い (111) 面を備えています。(220) 面の格子定数は 5.72 Å で、ひずみ % は 5.92% であり、引張応力領域にあることを明確に示しています。成長プロセスの前後で、ラマン分光法を使用して、マルチグラフェン層の上のグラフェン層と ZnS ナノ構造 (拡大範囲 100-700 cm-1) の存在を定義しました。さらに、それぞれ 3.23ev と (2.41-2.53ev) を中心とする紫とシアンブルーの ZnS ナノ構造 PL 発光が検出され、Zn2+ 空孔、S2− 格子間原子、転位などの欠陥に起因することが分かりました。グラフェンベースの無機ハイブリッドナノ構造は、光検出器、光起電装置、光学装置などのオプトエレクトロニクスやナノスケールエレクトロニクスにおけるさまざまな用途に使用できます。