logo
  1. Главная страница
  2. Дипломные работы
  3. Общий
  4. ZnO nanoplyonkasining fizik-kimyoviy xarakteristikalarini atom kuch mikroskop usulida o‘rganish

ZnO nanoplyonkasining fizik-kimyoviy xarakteristikalarini atom kuch mikroskop usulida o‘rganish

Загружено в:

20.11.2024

Скачано:

0

Размер:

1248.9013671875 KB
Скачать
ZnO nanoplyonkasining fizik-kimyoviy xarakteristikalarini atom kuch mikroskop usulida o‘rganish MUNDARIJA KIRISH 4 Adabiyot sharhi I. KENG BO‘SHIKLI (ZONALI) YARIM O‘TKAZGICH MATERIALLARI VA ULARNING XUSUSIYATLARI 7 1.1 Keng bo‘shliqli yarimo‘tkazgichli materiallar oksidlarining asosiy xossalari 10 1.1.1 Rux oksidining fizik-kimyoviy xossalari 10 1.2 Yarimo‘tkazgichli materiallarni olish usullari 15 1.2.1 ZnO nanostrukturalarini sintez qilish usullari 15 1.3 Keng bo‘shliqli yarimo‘tkazgichli nanomateriallarni qo‘llash 22 1.3.1. Rux oksidining qo‘llanilishi 22 1.4 Kristal tuzilishi va optik xususiyatlari 27 1.5 Rux oksidining fotolyuminessensiyasi 28 1.6 Rux oksidining elektr xususiyatlari 33 II. ZnO NANOPLYONKALARNI SINTEZ QILISH USULLARI 36 2.1. Gaz fazali sintez usuli 36 2.2. Tuzli sintez usuli 36 III. TAJRIBA METODIKASI 39 3.1 Rux oksidini kimyoviy cho‘ktirish usuli 39 3.2 ZnO nanozarrachalarning sintezi 40 3.3 ZnO ning termik parchalanishi usuli bilan sintez qilish 42 3.4 ZnO / CuO nanokompozitlarini kimyoviy cho ‘ ktirish orqali sintez qilish 43 3.5 Atom kuch mikroskopiyasi 46 3.6 Atom kuch mikroskopining ishlash printsipi 46 IV. AMALIYOT QISMI 49 4.1 Tadqiqot obyektlari va usullari 49 4.2 ZnO nanoplyonka sintezi 49 4.3 ZnO nanoplyonkaning xususiyatlarini atom kuch mikroskopi 51 1 yordamida o‘rganish. 4.4 ZnO nanoplyonkaning kimyoviy va fizik xossalari 52 4.5 ZnO nanoplyonkalarning tuzilishi va tarkibi 52 4.6 ZnO ning optik xossalari 52 4.7 Atom kuch mikroskopiya usullari yordamida fizik-kimyoviy xossalarni o‘rganish 53 V. Natijalar va ularning muhokamasi 54 5.1 ZnO nanoplyonkaning xususiyatlarini atom kuch mikroskopi yordamida o‘rganish 55 5.2 Sintez qilingan ZnO nanoplyonkalarning xususiyatlari 56 5.4 Atom kuch mikroskopi ma'lumotlarini talqin qilish 57 5.5 Tadqiqot natijalari 58 VI. Xulosalar 59 VII. Adabiyotlar ro‘yxati 60 Ilovalar 66 KIRISH 2 Mavzuning dolzarbligi va ahamiyatini asoslash. Mamlakatimizda kimyo va biologiya fanlarini rivojlantirish, ushbu yo nalishlarda ta lim sifati va ilm-fanʻ ʼ natijadorligini oshirish “Ilm, ma rifat va raqamli iqtisodiyot yili” Davlat ʼ dasturining ustuvor vazifalari qatorida belgilangan [1]. Zero, o g il-qizlarimizni kimyo va biologiya fanlari bo yicha chuqur o qitish ʻ ʻ ʻ ʻ hududlarda yangi-yangi ishlab chiqarish korxonalarini barpo etish, yuqori qo shilgan ʻ qiymat yaratadigan farmatsevtika, neft, gaz, kimyo, tog -kon, oziq-ovqat sanoati ʻ tarmoqlarini jadal rivojlantirishga turtki beradi hamda pirovardida xalqimiz turmush sharoiti va daromadlarini oshirishga puxta zamin hozirlaydi [2]. Ko‘p funktsiyali materiallarni sintez qilish uchun arzon texnologiyalarni ishlab chiqish muammolari tadqiqotchilarning e'tiborini tortadi. Nanostrukturali materiallarni sintez qilish jarayonida materiallarning tuzilishi va xususiyatlarini nazorat qilish uchun keng imkoniyatlar ochiladi, chunki nanometr sohasida namoyon bo‘ladigan o‘lcham effektlari va materialning xususiyatlariga sirtning katta hissasi. Rux oksidi va mis oksidi kabi nanostrukturali materiallar quyosh va vodorod energiyasi uchun elektron, optik, magnit va termoelektrik qurilmalarda, yonilg‘i xujayralari va batareyalarda foydalanish uchun yuqori salohiyatga ega. Organik chiqindilarni turli sanoat korxonalari, ya’ni charm, qog‘oz, farmatsevtika, metallurgiya zavodlaridan chiqarib yuborish nafaqat inson salomatligi, balki atrof- muhit uchun ham zararlidir. Yuqori samaradorligi va arzonligi tufayli fotokataliz organik bo‘yoqlarni parchalash uchun faol qo‘llaniladi. Rux oksidi (ZnO) keng tarmoqli oralig‘i va yuqori qo‘zg‘atuvchi bog‘lovchi energiyasi bilan fotokatalizator sifatida keng qo‘llaniladi, shuningdek, UB lazerlarida, bo‘yoq quyosh batareyalarida, gaz datchiklarida, UB datchiklarida, nozik plyonkali quyosh batareyalarida, biosensorlarda va boshqalarda keng qo‘llaniladi. Hozirgi vaqtda g‘ayrioddiy morfologiya va xarakteristikaga ega yarimo‘tkazgichli fotokatalizatorlarni yaratish ularning noyob kimyoviy va fizik xususiyatlari tufayli eng muhim vazifalardan biridir. 3 Shu munosabat bilan zararli organik birikmalarni parchalash uchun tejamkor, yuqori faol fotokatalizatorni ishlab chiqish vazifasi qo‘yildi. Fotokatalizning boshqa tozalash usullariga nisbatan bir qator afzalliklari bor, masalan, to liq minerallashuv, chiqindilarni yo q qilish muammosi yo qligi,ʻ ʻ ʻ arzonligi, harorat va bosim uchun o ta yumshoq sharoitlarni talab qilmasligi. ʻ Ushbu ishning maqsadi ZnO nanoplyonkalarini sintez qilish va ularning fizik- kimyoviy xususiyatlarini atom kuch mikroskopiyasi yordamida o‘rganishdir. Ushbu maqsadga erishish uchun quyidagi vazifalarni bajarish kerak:  ZnO nanoplyonkalari, ularning fizik-kimyoviy xususiyatlari va ularni o‘rganish usullari bo‘yicha adabiyotlarni tahlil etish.  ZnO nanoplyonkalarini tayyorlash va substratlarga qo‘llash usullarini o‘rganish.  nanostrukturali rux oksidi va uning asosida kompozitsiyalarni sintez qilishning boshqariladigan usullarini ishlab chiqish, belgilangan xossalarga (morfologiya, optik va strukturaviy xarakteristikaga) ega bo‘lgan materiallarni sintez qilishning optimal parametrlarini aniqlash;  Atom kuch mikroskopi (AKM) yordamida ZnO nanoplyonkalarini o‘rganish metodikasini ishlab chiqish.  AKM yordamida ZnO nanoplyonkalarining eksperimental tadqiqotlarini o‘tkazish, shu jumladan sirt topografik xususiyatlarini, morfologiyasini va g‘adir-budurligini aniqlash.  AKM usulidan foydalangan holda ZnO nanoplyonkalarining mexanik xususiyatlari, yopishqoqlik va qattiqlik kabi fizik-kimyoviy xususiyatlarini o‘rganish.  Olingan eksperimental ma'lumotlarni tahlil qilish va ularni adabiyot ma'lumotlari bilan taqqoslash.  Olingan natijalar va aniqlangan xususiyatlar asosida ZnO nanoplyonkalarining mumkin bo‘lgan qo‘llanilishini baholash. 4 Tadqiqot ob'ektlari rux oksidi (ZnO) kompozit materiallarining fotokatalitik faol nanostrukturali namunalaridir; ZnO nanoplyonkalari; nanoplyonkalarni cho'ktirish uchun substratlar; aralashma qo'shimchalari va modifikatorlar. Tadqiqot predmeti. ZnO nanoplyonkalarining fizik-kimyoviy xususiyatlari, masalan, atom kuch mikroskopiyasi (AFM) yordamida o‘rganiladigan sirt morfologiyasi, mexanik xususiyatlari, optik xususiyatlari hamda ularning fotokatalitik faolligi, elektr hamda ularning struktur xossalarini o‘rganish. Nashrlar. Bitiruv malakaviy ish ishi natijalari 1 ta tezisda ( И . Х . Рузиев , Х.Усмонова, З.Абдураимова, Н.К.Мухамадиев . Синтез и исследование характеристик нанопленки ZnO с использованием атомно-силового микроскопа // Zarafshon vohasini kompleks innovatsion rivojlantirish yutuqlari, muammolari va istiqbollari V-xalqaro ilmiy-amaliy anjumani materiallari. 18-19 Aprel, 2024 Navoi, Uzbekistan. Volume I. 303-304 betlar) chop etilgan. Bitiruv malakaviy ishning hajmi va tuzilishi Ish kirish, uch bo‘lim, xulosa va foydalanilgan manbalar ro‘yxatidan iborat bo‘lib, 65 nomni o‘z ichiga oladi. Bitiruv malakaviy ishning umumiy hajmi 67 bet mashinkada yozilgan matn, shu jumladan 5 ta rasm, __ ta jadval va 1 ta ilova. I. KENG BO‘SHLIQLI (ZONALI) YARIM O‘TKAZGICH MATERIALLARI VA ULARNING XUSUSIYATLARI 5 Yarimo‘tkazgichlar elektron qurilmalarning muhim qismi bo‘lib, optoelektronika, hisoblash, sog‘liqni saqlash, harbiy tizimlar, transport, toza energiya va boshqa son-sanoqsiz ilovalardagi yutuqlarni kuchaytiradi. Yarimo‘tkazgichlar elektr o‘tkazuvchanligi 10 -10 dan 10 4 (Om·sm) -1 gacha bo‘lgan, bu xususiyatlarga ko‘ra o‘tkazgich va dielektrik orasida bo‘lgan materiallardir. O‘tkazgichlar, yarim o‘tkazgichlar va dielektriklarning tarmoqli nazariyasiga ko‘ra farqi shundaki, sof yarim o‘tkazgichlar va elektron izolyatorlarda valentlik zonasi va o‘tkazuvchanlik zonasi o‘rtasida energiya bo‘shlig‘i mavjud [3]. Elektron o‘tkazuvchanlik zonasiga kirgandan so‘ng, yarim o‘tkazgich bo‘ylab erkin harakatlanishi va o‘tkazuvchanlikda ishtirok etishini tushunish muhimdir. Shu bilan birga, elektronning o‘tkazuvchanlik zonasiga qo‘zg‘alishi qo‘shimcha o‘tkazuvchanlik jarayonini ta'minlaydi. Elektronning o‘tkazuvchanlik zonasiga qo‘zg‘alishi elektron uchun bo‘sh joy qoldiradi. Qo‘shni atomdan elektron bu bo‘sh joyga o‘tishi mumkin. Ushbu elektron harakat qilganda, u boshqa bo‘sh joy qoldiradi. Bo‘sh fazoning «teshik» deb ataladigan bu uzluksiz harakatini musbat zaryadlangan zarrachaning kristall struktura orqali harakatlanishi deb hisoblash mumkin. Binobarin, elektronning o‘tkazuvchanlik zonasiga qo‘zg‘alishi nafaqat o‘tkazuvchanlik zonasida elektronning paydo bo‘lishiga, balki valentlik zonasidagi teshikka ham olib keladi. Shunday qilib, elektron ham, teshik ham o‘tkazuvchanlikda ishtirok etishi mumkin va ular «tashuvchilar» deb ataladi. Zaryad tashuvchilari teshik yoki elektron bo‘lishi mumkin bo‘lgan yarimo‘tkazgichlar elektronika, hisoblash va optoelektronika kabi turli sohalarda ko‘plab qurilmalarning ajralmas qismi bo‘lib xizmat qiladi. Tarmoq oralig‘i yarim o‘tkazgichlarning elektr va optik xususiyatlarini belgilovchi asosiy omildir. Tarmoq oralig‘i elektronni qo‘zg‘atish uchun zarur bo‘lgan energiyaning minimal o‘zgarishi bo‘lib, u o‘tkazuvchanlikda qatnashishi mumkin. Yarimo‘tkazgichlarning tarmoqli oralig‘i bir necha yuzdan bir necha elektron voltgacha. Tarmoq oralig‘i 0,3 eV dan kam bo‘lgan yarim o‘tkazgichlar tor 6 bo‘shliq deb hisoblanadi va agar tarmoqli bo‘shlig‘i 3 eV dan ortiq bo‘lsa, yarim o‘tkazgich keng bo‘shliq hisoblanadi [3]. Keng oraliqli yarimo‘tkazgichlar ilmiy va texnologik qiziqish uyg‘otadi va yuqori samarali optoelektronik va elektron qurilmalarda foydalanish uchun asosiy material sifatida mashhurlikka erishdi. Keng tarmoqli yarimo‘tkazgichlar katta tarmoqli oralig‘i tufayli optoelektronik va elektron ilovalar uchun juda ko‘p afzalliklarni taqdim etadi. Keng tarmoqli energiyaning tabiati optoelektronik qurilmalarda ultrabinafsha (UB) nurni yutish yoki chiqarish uchun mos keladi. Ular odatda kimyoviy va mexanik jihatdan barqaror tuzilmalarga ega bo‘lib, ular yuqori elektr buzilish maydonini ta'minlaydi va og‘ir atrof-muhit sharoitlariga bardosh bera oladi. UB nurlanishidan foydalanish barqaror energiya va qattiq jismli yoritishda qo‘llanilishi uchun juda muhimdir. Fotovoltaik dasturlarda, I-III-VI guruhlari keng tarmoqli materiallari UB diapazonida kvant samaradorligini oshirish uchun kaskadli yupqa plyonkali quyosh batareyasi materiali sifatida ko‘proq qo‘llaniladi. III-V, II-VI va III-VI guruhlarning aralash yarimo‘tkazgichlari oq LEDlarni yaratish uchun istiqbolli materiallardir [4]. Keng tarmoqli yarimo‘tkazgichlarni tanlashning bir qancha asosiy sabablari bor. Ushbu materiallarning issiqlik o‘tkazuvchanligi an'anaviy yarimo‘tkazgichlarga qaraganda ancha yuqori. Bu xususiyat kuchaytirgichlar va lazerlarning samaradorligini oshirishga imkon beradi. Tarmoq oralig‘i elektron qurilmalarda termal qochqinning asosiy omilidir. Har qanday haroratda keng diapazonli yarimo‘tkazgichlardan foydalanilganda, oqish an'anaviy yarimo‘tkazgichlarga qaraganda 10-14 daraja past bo‘ladi. Ushbu materiallarning bu xususiyati fotodetektorlarda qorong‘u oqimni sezilarli darajada kamaytirishga imkon beradi. Keng oraliqli yarimo‘tkazgichli materiallarning yuqori dielektrik o‘tkazuvchanligi yuqori quvvatli kuchaytirgichlarda, kalitlarda va diodlarda qo‘llaniladi. 7 Yuqori kuchlanishlarni «ushlab turish» uchun zarur bo‘lgan qisqaroq kanallar kamroq qarshilik ko‘rsatadi va shu bilan qurilma samaradorligini oshiradi [5]. Zaryad tashuvchini tashish ko‘plab qurilmalarda muhim jarayondir, lekin ayniqsa mikroto‘lqinli va millimetrli to‘lqin kuchaytirgichlarida. Kuchli elektr maydonlardagi elektronlarning tezligi (to‘yinganlik tezligi) an'anaviy yarimo‘tkazgichlarga qaraganda keng oraliqli yarimo‘tkazgichli materiallarda yuqori. Bu ushbu materiallarni millimetrli to‘lqinli kuchaytirgichlarda ishlatishga imkon beradi. Keng diapazonli yarim o‘tkazgichlarning elektron qurilmalarda foydalanish uchun istiqbolli bo‘lgan jihatlari: 1) tarmoqli oralig‘i taxminan 5,45 eV va undan yuqori bo‘lgan materiallar uchun manfiy elektronga yaqinlik; 2) issiq tashuvchini in'ektsiya qilish uchun juda katta heterounction egilish potentsiallari (shu bilan past elektron harakatchanligini yaxshilash); va 3) ballistik elektronni uzatish ehtimoli ancha yuqori. Yuqoridagi xususiyatlar katodning yangi turini, keng maydonli tekis panelli rangli displeylarning yangi sinfini va zichligi modulyatsiyalangan kuchaytirgichlarning yangi sinfini yaratishga imkon beradi. Shuningdek, ko‘plab tadqiqotchilar ta'kidlashicha, 1,9 eV va undan yuqori tarmoqli bo‘shlig‘i butun ko‘rinadigan va ultrabinafsha spektrda samarali optik nurlanishga, shuningdek detektor samaradorligini oshirishga olib keladi. Yarimo‘tkazgichli metall oksidlari yuqori sezUBchanlik xususiyatlari, ko‘pligi va ishlab chiqarish qulayligi tufayli gaz sensorlari va boshqa qurilmalarda keng qo‘llaniladi. Sensorli materiallarning eng yaxshi namunalari ZnO va CuO bo‘lib, ular keng tarmoqli diapazoni va noyob funktsional xususiyatlar to‘plamiga ega; ularning eng muhimi elektr o‘tkazuvchanligi va yuqori sirt reaktivligidir. So‘nggi paytlarda keng oraliqli yarim o‘tkazgich materiallaridan olingan ma'lumotlarga asoslangan qurilmalarning doimiy rivojlanishi kuzatilmoqda, bu elektron qurilmalarning samaradorligini oshirish bilan birga keladi [6]. 8 1.1 Keng bo‘shliqli yarimo‘tkazgichli materiallar oksidlarining asosiy xossalari 1.1.1 Rux oksidining fizik-kimyoviy xossalari Rux oksidi (ZnO) keng ko‘lamli qo‘llanilishiga ega funktsional, istiqbolli va ko‘p qirrali noorganik materialdir. U A II B VI yarimo‘tkazgich birikmasi sifatida tanilgan, chunki rux (Zn) va kislorod (O) mos ravishda davriy jadvalning ikkinchi va oltinchi guruhlariga tegishli. ZnO noyob optik, kimyoviy, yarim o‘tkazgich, elektr o‘tkazuvchanlik va piezoelektrik xususiyatlarga ega [7]. U ultrabinafsha nurlarga yaqin hududda joylashgan keng tarmoqli bo‘shlig‘i (3,3 eV), xona haroratida yuqori qo‘zg‘alUBchan bog‘lanish energiyasi (60 MeV) va tabiiy n-tipli elektr o‘tkazuvchanligi bilan tavsiflanadi. Bu xususiyatlar opto va nanoelektronikaning turli sohalarida ZnO dan foydalanish imkonini beradi [8]. ZnO ning keng tarmoqli oralig‘i uning elektr o‘tkazuvchanligi va optik yutilish kabi xususiyatlariga sezilarli ta'sir ko‘rsatadi. Eksiton emissiyasi xona haroratidan yuqori bo‘lishi mumkin va o‘tkazuvchanlikni ZnO ni metall atomlari bilan doping qilish orqali oshirish mumkin. Rux oksidi kuchli Zn-O ion aloqasiga ega, shuningdek, organik va noorganik materiallarga qaraganda yuqori selektivlik va yuqori termal barqarorlikka ega [9]. Nano o‘lchamdagi ZnO ning xususiyatlarini o‘rganish uni antibakterial vosita sifatida ishlatish imkoniyatini ko‘rsatdi. ZnO nanozarralari (ZnO-NPS) noyob antibakterial va antifungal xususiyatlaridan tashqari, yuqori katalitik va fotokimyoviy faollikka ega. Rux oksidi ultrabinafsha (280-400 nm) sohasida yuqori optik singdirish bilan tavsiflanadi, bu antibakterial ta'sirga foydali ta'sir ko‘rsatadi va kosmetikada UB himoyachisi sifatida ishlatiladi [10]. So‘nggi bir necha yil ichida rux oksidi nanozarralari o‘zlarining elektr, optik, mexanik, magnit va kimyoviy xossalari tufayli ko‘plab tadqiqotlar mavzusi bo‘ldi, bu ularning asosiy hamkasbining xususiyatlaridan sezilarli darajada farq qiladi [11]. Rux oksidi ko‘p funktsiyali materialdir, chunki u yuqori kimyoviy barqarorlik, yuqori elektrokimyoviy bog‘lanish koeffitsienti, keng radiatsiya 9 yutilish diapazoni, paramagnit tabiat va yuqori fotostabillik kabi noyob fizik va kimyoviy xususiyatlarga ega. ZnO ning vurtsit kristalli strukturasida simmetriya markazining yo‘qligi, katta elektromexanik bog‘lanish koeffitsienti bilan birgalikda kuchli piezoelektrik va piroelektrik xususiyatlarga va keyinchalik ZnO ning mexanik aktuatorlarda va piezoelektrik datchiklarda ishlatilishiga olib keladi. ZnO nanozarralari mukammal jismoniy xususiyatlarga ega. Shuni ta'kidlash kerakki, yarimo‘tkazgichli materiallar doimiy ravishda nanometr shkalasiga yoki undan ham kichikroq kichrayib borar ekan, ularning ba'zi fizik xususiyatlari kvant o‘lchamli ta'sirlar tufayli o‘zgaradi. Masalan, kvant chegarasi kvazi bir o‘lchovli ZnO ning tarmoqli bo‘shlig‘ini oshiradi, bu fotoluminesans bilan tasdiqlangan [12]. Elektromexanik qurilmalarda nanostrukturalarning potentsial qo‘llanilishini hisobga olgan holda nanomateriallarning mexanik xususiyatlari katta qiziqish uyg‘otadi. ZnO ning mexanik xususiyatlarini bilish ushbu qurilmalarni loyihalash, ishlab chiqarish va ishlatish uchun zarurdir. ZnO nanostrukturalari anizotrop geometriyasi va o‘lcham effektlarining namoyon bo‘lishi bilan bog‘liq noyob xususiyatlari bilan tadqiqotchilarning e'tiborini tortadi. ZnO - bu atom kuchi mikroskopiyasi (AKM) uchun yuqori sezgir konsol sifatida qo‘llanilishi mumkin bo‘lgan istiqbolli materialdir. ZnO ning piezoelektrik xususiyatlari, strukturaning markaziy simmetriyasining yo‘qligi sababli, elektromexanik bog‘langan sensorlar va transduserlarni yaratish uchun kalit hisoblanadi. Bundan tashqari, ZnO biologik xavfsiz va biomoslashuvchan material bo‘lib, bioilovalar uchun imkoniyatlar ochadi. Ommaviy ZnO ning mexanik xususiyatlari yaxshi ma'lum bo‘lsa-da, nanosimlar yoki nanokamarlarning elastik moduli keng diapazonda o‘zgarib turadi, xabar qilingan qiymatlar ommaviy qiymatlardan sezilarli darajada kichik: mexanik rezonans tajribasida 58 GPa, ikkitasida 52 GPa -rezonansli tajriba. Chen va boshqalar [14] o‘z ishlarida elektr maydonidan kelib chiqqan rezonansli bükme usuli yordamida o‘lchamga bog‘liq bo‘lgan Young modulini kuzatdilar. ZnO nanosimlarining (NWs) o‘lchangan Young moduli [14] diametri 10 200 nm dan katta bo‘lgan nanosimlar uchun 140 GPa va diametri 50 nm gacha bo‘lgan nanosimlar uchun 220 GPa gacha bo‘lgan. Hozirgi vaqtda ZnO nanosimlarining o‘lchamlari mexanik xususiyatlariga qanday ta'sir qilishi haqida konsensus yo‘q. ZnO NW larning mexanik xatti-harakatlarini tushunish ularni elektromexanik qurilmalar va sensorlarda muvaffaqiyatli qo‘llash uchun juda muhimdir. Alohida nanostrukturalarning mexanik xususiyatlarini to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘lchash juda qiyin vazifadir, chunki an'anaviy o‘lchash usuli quyma materiallarga nisbatan qo‘llanilmaydi. ZnO nanostrukturalarini kichraytirish bilan Young modulining oshgani haqida xabar bergan, esa Young modulining umumiy qiymati 144 GPa bilan solishtirganda 29 GPa qiymatlarga kamayganligini xabar qilgan. [13] da olingan nanofilamentlar elektr maydoni tomonidan induktsiya qilingan rezonansni o‘lchash uchun ishlatilgan. ZnO nanozarrachalarining elektr xossalari ularni nanoelektronikada qo‘llash imkoniyatlarini kengaytirish uchun katta ahamiyatga ega. Elektr transporti o‘lchovlari alohida ZnO Nanojinslari va nanosimlarda [15, 16] da amalga oshirildi. Yagona ZnO nanosimlari tashqi effektli tranzistor sifatida tuzilgan. Nanosimlar suspenziyani tuzish uchun izopropil spirtida tarqAQChi va keyin SiO2/Si substratiga yotqizildi. Aloqa elektrodlari diapazonini aniqlash uchun fotolitografiya ishlatilgan va qo‘shilgan silikon substrat orqa eshik elektrodi sifatida ishlagan. Kislorod bo‘shliqlari va Rux oraliqlari kabi nuqsonlar mavjudligi sababli, ZnO nanosimlari n-tipli yarim o‘tkazgich xatti-harakatlarini ko‘rsatishi haqida ma’lumot berilgan. Chu va Lining tadqiqot guruhlari elektrokimyoviy cho‘ktirish orqali qo‘shilgan ZnO ning o‘sishi va elektr xossalari ustida ishladilar [17]. Ular ZnO ning elektr xossalari doping ionlariga bog‘liqligini aniqladilar. Bu ishda sof ZnO rezistiv kommutatsiyani namoyon qiladi; ZnO dagi nuqsonlar rezistorli almashtirishni keltirib chiqaradigan asosiy omil ekanligi ko‘rsatilgan. Madhuri va uning jamoasi ZnO va rGO-ZnO plyonkalarining elektr xususiyatlarini o‘lchadi. Kontaktlar SiO 2 (300 nm)/Si substratlarida yig‘ilgan plyonkalar ustiga Ag pastasi yordamida tayorlangan. Oqim qorong‘uda va 11 ultrabinafsha nurlar ostida (~ 365 nm) o‘lchandi. ZnO ning joriy kuchlanish xarakteristikalari metall/yarim o‘tkazgich Schottky rektifikator kontaktini ko‘rsatadi. 1V ga yo‘naltirilganda, yoqilgan holatdagi oqim o‘chirilgan holatga qaraganda deyarli 7 baravar yuqori. rGO-ZnO uchun kuzatilgan qorong‘u oqim ZnO dan deyarli ellik baravar yuqori. Ko‘tarilgan davlatdan tashqari oqim kamroq qarshilik ko‘rsatadigan rGO plyonkasi bilan bog‘liq bo‘lsa-da, ZnO ning mavjudligi ultrabinafsha nurlanish sharoitida aniq namoyon bo‘ladi. Ikkala holatda ham kuchlanish kuchayishi bilan oqimning chiziqli o‘sishi kuzatildi [18]. Rauvel [19] maqolasida ZnO va uglerod nanomateriallarining fotolyuminessent xususiyatlarini o‘rgangan. Rux oksidi sintez yo‘nalishi, o‘lchami, shakli, chuqur darajasi va sirt nuqsonlariga qarab UB va spektrning ko‘rinadigan qismlarida fotoluminesans ko‘rsatadi. ZnO nanozarralari uglerod nanomateriallari bilan birlashganda, ular ZnO ning fotoluminesans xususiyatlarini nazorat qilish uchun boshqarilishi mumkin bo‘lgan sirt nuqsonlariga aylanadi. Bundan tashqari, ZnO dan uglerod nanostrukturalariga samarali energiya o‘tkazish ularni nafaqat energiya saqlash dasturlari, balki biosensorlar, fotodetektorlar va past haroratli issiqlik tasvirlash qurilmalari uchun ham mos nomzodlar qiladi. ZnO nanozarrachalarining mavjudligi sirt nuqsonlarining passivatsiyasi tufayli javob berishda farqlarni keltirib chiqarishi ko‘rsatilgan. ZnO nanozarrachalaridan foydalanish turli to‘lqin uzunliklarida: to‘q sariq, ko‘k, yashil va qizil nurlanishni olish imkonini bergan [20]. ZnO noyob optik va piezoelektrik xususiyatlarni o‘zining ahamiyatsiz bo‘lmagan elektr xususiyatlari bilan birlashtiradi. II-IV yarimo‘tkazgich ZnO odatda 100 sm 2 V-1s -1 oralig‘ida yuqori tashuvchining harakatchanligi bilan n-tipli o‘tkazuvchanlikni namoyon qiladi, hatto ataylab doping bo‘lmasa ham. Dastlabki tadqiqotlar shuni ko‘rsatdiki, Zn oraliqlari yoki O vakansiyalari kabi nuqsonlar materialning n-turi uchun javobgardir. Ko‘proq zamonaviy ishlar O 2 bo‘sh o‘rinlari n-tipli o‘tkazuvchanlik uchun javobgar bo‘lolmaydigan donorlar va Zn oraliqlari sayoz donorlar bo‘lib, tez tarqaladi va shuning uchun barqaror emasligini ta'kidlaydi. Rux bo‘sh joylari ZnO ning n-tipi o‘sishiga olib keladigan 12 sharoitlarda kimyoviy bog‘lanishning past energiyasiga ega chuqur qabul qiluvchilardir va shuning uchun n-tipli zaryadlarni qoplashi mumkin [21]. O 2 , shuningdek, kislorod va rux antitsentrlari, materiallari sezilarli konsentratsiyalarda mavjud bo‘lish uchun juda yuqori bo‘lgan bog‘lanish energiyasiga ega deb ishoniladi. Shunday qilib, ZnO plyonkalarining o‘ziga xos n-tipli o‘tkazuvchanligi o‘sish jarayonida mavjud bo‘lgan aralashmalar bilan bog‘liq degan konsensus mavjud. O‘sish jarayoniga qarab, vodorod, ftor yoki III guruh (In, Ga, B, Al) aralashmalari hisobga olingan. Ushbu III guruh aralashmalari uchun ularning barchasi Zn oraliq joylarini almashtirish orqali ZnO ni n -tipga ataylab qo‘shganligi aniqlandi. Alyuminiy qo‘shilgan ZnO shaffof elektron ilovalar uchun shaffof o‘tkazuvchan plyonka sifatida tijorat muvaffaqiyatiga erishishgan [22]. ZnO kimyoviy faol ionlardan iborat bo‘lib, buning natijasida materialning o‘zi inertdan uzoqdir. Birinchidan, u ho‘l kimyoviy qirqishga osongina mos keladi, bu epitaksial qurilmalarni mikron shkalasigacha qayta ishlashni osonlashtiradi. Ammo bu reaktivlik material ishlab chiqarish nuqtai nazaridan ham foydalidir, chunki ZnO eritmalarda osongina cho‘kma hosil qiladi va reaksiya sharoitlariga qarab, nanopillar, nanosimlar, nano varaqlar, nanotolalar, nanogullar, nanozarralar va boshqalarni o‘z ichiga olgan turli xil morfologiyalar mumkin. kvant nuqtalari, shuningdek, uch o‘lchovli ierarxik tuzilmalar, bu ZnO nanostrukturalarining tadqiqotlarda ajoyib mashhurligining sabablaridan biridir [23]. Yuqori sirt-hajm nisbati va sirt ta’sirchanligi tufayli ZnO tuzilmalari potentsial fotokotalizatorlar sifatida ko‘rib chiqiladi, u bo‘yoq bilan sezgir bo‘lgan quyosh xujayralaridagi fotonlar yoki biomedikal sensorlardagi biokimyoviy molekulalar yoki gaz sensorlaridagi gaz molekulalari. Bundan tashqari, uning past toksikligi, biologik muvofiqligi va biologik parchalanishi ZnO nanostrukturalari va nanozarrachalarini biotibbiyot va atrof-muhit tizimlari uchun qiziqarli materiallarga aylantiradi. Past konsentratsiyalarda ZnO suvda eriydi va erish kontsentratsiyasi chegarasi pH pasayishi bilan tez ortadi. Bunday hollarda tegishli 13 dizayn va morfologiya, ba'zan qo‘shimcha ravishda ultra yupqa sirt passivatsiya qatlamlaridan foydalangan holda, hayotiy yechim bo‘lishi mumkin [24]. 1.2 Yarimo‘tkazgichli materiallarni olish usullari 1.2.1 ZnO nanostrukturalarini sintez qilish usullari ZnO nanozarrachalarini sintez qilish usullari ularning shakli, o‘lchami, sirt maydoni, kristal tuzilishi va dispersligi kabi fizik-kimyoviy xususiyatlarini nazorat qilish qobiliyatiga ko‘ra tasniflanadi. Bu turli xil sintez usullarini ishlab chiqishga olib keldi, masalan: mexanokimyoviy sintez, yog‘ingarchilik jarayoni, sirt faol moddalarning cho‘kishi, sol-gel, solvotermik, gidrotermik, mikroto‘lqinli texnologiya, emulsiya, mikroemulsiya usuli, kimyoviy bug‘larni cho‘ktirish, molekulyar nur epitaksisi, buzadigan amallar pirolizasi, impulsli lazer cho‘kishi va boshqalar [25]. Nano o‘lchamdagi Rux oksidi tuzilmalari ZnO ni nanotexnologiyaning ko‘plab sohalarida foydalanish uchun istiqbolli yangi material sifatida tasniflash mumkinligini anglatadi. Rux oksidi 1D, 2D va uch o lchovli (3D) tuzilmalargaʻ sintezlanishi mumkin. Etakchi guruhni bir o‘lchovli tuzilmalar, jumladan ignalar, Nanojinslarning spirallari, halqalar va prujinalar, lentalar, naychalar, kamar, taroq va simlar tashkil etadi. Rux oksidi nanoplata kabi ikki o‘lchovli tuzilmalarda ishlab chiqarilishi mumkin. Rux oksidi 3D tuzilmalariga misollar gullar, ignabargli daraxtlar, qor parchalari, karabuak, karahindiba va boshqalarni o‘z ichiga oladi. ZnO har qanday ma'lum materialning zarracha tuzilmalarining eng xilma-xilligiga ega [26]. ZnO nanozarrachalarini sintez qilish uchun odatda har xil turdagi Rux prekursorlari, sirt faol moddalar va boshqa reagentlar bilan teskari mikroemulsiya qo‘llaniladi. Rux nanomateriallarining o‘lchami, shakli va optik xususiyatlarini nazorat qilish uchun har xil turdagi qo‘shimchalar (masalan, polietilen glikol) qo‘llaniladi [27]. Tajriba davomida o‘lchamdan tashqari, zarrachalar hajmining 14 taqsimlanishi va aglomeratsiya darajasi kabi boshqa muhim parametrlarni ham hisobga olish kerak. Etanol mikroemulsiyasi yordamida Rux oksidi nanozarrachalarini sintez qilishning ma'lum usuli mavjud. Ushbu tajribani birinchi marta o‘tkazgan olimlar guruhi Rux bilan almashtirilgan sirt faol moddadan foydalanganlar . Rux oksalatini cho‘ktirish uchun oksalat kislotasi (nozik kukun) qo‘shildi. Ushbu tajribada Rux oksidi oksalatni kalsinlash orqali sintez qilindi. Olingan nanozarrachalar taxminan 12 nm o‘lchamga ega edi. Xuddi shunday yondashuv Elen va boshqalar [28] tomonidan o‘tkazilgan boshqa tajribada qo‘llanilgan. Ular, shuningdek, rux o‘rnini bosuvchi sirt faol moddadan foydalanganlar, u ham metall manbai, ham mikroemulsiya stabilizatori rolini o‘ynaydi. Bu usul 10-20 nm diapazonidagi o‘lchamdagi teng o‘qli nanozarrachalarni olish imkonini berdi. Afsuski, kalsinlangan Rux kukuni katta va zich agregatlarni ko‘rsatdi, chunki qattiq oksalat kislota qo‘shilishi mikroemulsiyani beqarorlashtiradi, natijada katta, tartibsiz shakldagi zarrachalar paydo bo‘ladi. Zol-gel usuli - reaktsiya parametrlarini tizimli ravishda kuzatib borish orqali zarrachalar hajmi va morfologiyasini nazorat qilishning eng oddiy usuli. ZnO nanozarrachalari Rux asetat dihidrat (Zn (CH 3 COO) 2 · 2H 2 O) va erituvchi sifatida etanol (CH 3 CH 2 OH), o‘sish muhiti sifatida distillangan suv va ishda katalizator sifatida natriy gidroksid (NaOH) yordamida Zol-gel usuli bilan sintez qilindi [28] . Natijalar shuni ko‘rsatdiki, Zol-gel usuli bilan sintez qilingan ZnO tuzilmalari taxminan 84-98 nm o‘lchamdagi nanozarrachalardir. Shunga o‘xshash tadqiqotlar [29] ishda o‘tkazildi. ZnO nanozarralari oddiy Zol-gel usuli bilan muvaffaqiyatli sintez qilindi. Olingan ZnO nanozarralari XRD, SEM va TEM usullari yordamida tavsiflangan. Selyakov-Scherrer formulasidan foydalangan holda hisob-kitoblarga asoslangan o‘stirilgan ZnO Nanojinslarining diametri 81 nm dan 85 nm gacha o‘zgargan, elektron mikroskopiya tadqiqotlari natijalari esa 100-200 nm natijani ko‘rsatdi. Sintez qilingan ZnO nano kukuni yuqori kristallikka ega bo‘lgan [29]. Vurtsit tuzilishga ega ZnO nanozarralari bir guruh olimlar tomonidan Rux xlorid 15 va rux nitratdan prekursorlar sifatida tez va osonlik bilan Zol-gel usulida tayyorlangan. Kristallit o‘lchamlarini rentgen nurlari diffraktsiyasi spektrlari bo‘yicha hisoblash natijalari maksimal kengligini yarim maksimAQCha baholash usulini qo‘llash natijalari shuni ko‘rsatdiki, (101) tekislik uchun kristallit o‘lchami prekursor turiga bog‘liq (ZnCl 2 yoki Zn(NO 3 ) 2 ). ) va sintez harorati (50 dan 90 ° C gacha). Eng kichik kristallit o‘lchami Rux xloridni eng yuqori sintez haroratida, 90 °C da kashshof sifatida ishlatganda kuzatillgan. Yuqori aniqlikdagi transmissiya elektron mikroskopiyasi (HRTEM) tasvirlari rux oksidi nanozarralari (101) bazal tekislik uchun 30 nm (300 Å) ga yaqin o‘lchamlarda olinganligini ko‘rsatadi. Nanokristalli sof rux oksidi (ZnO)da mexanokimyoviy usulda muvaffaqiyatli tayyorlandi, so‘ngra reagent sifatida ZnCl 2 va Na 2 CO 3 va suyultiruvchi sifatida NaCl yordamida issiqlik bilan ishlov berildi. Namunalar transmissiya elektron mikroskopi (TEM) va rentgen nurlari difraksiyasi (XRD) yordamida tavsiflangan. Ushbu ishda ZnO nanokristallarining o‘lchamiga silliqlash vaqti va issiqlik bilan ishlov berish haroratining ta'siri o‘rganildi. Eksperimental natijalar shuni ko‘rsatdiki, silliqlash vaqtini oshirish ZnO nanokristallarining hajmini samarali ravishda kamaytirishi mumkin. O‘rtacha kristall o‘lchami ZnO nanokristallitlari uchun taxminan 21 nm ni tashkil qiladi, qachonki tuproq kukuni havoda 600 ° C da kalsinlanadi va NaCl yuvish yo‘li bilan chiqariladi. Kristal hajmi issiqlik bilan ishlov berish haroratining oshishi bilan ortadi. Nanokristallitlarning o‘sishi mexanizmi muhokama qilinadi [27]. O‘rtacha diametri taxminan 20 nm bo‘lgan ZnO nanozarralari [28] ishda sintez qilingan. Xona haroratida reaksiya tez davom etdi, reaksiya vaqti taxminan 5 minut edi; Olingan Rux oksidi nanozarra mahsulotchalari mukammal UB blokirovkalash xususiyatlariga ega va sirtda ko‘p miqdordagi gidroksil guruhlari mavjud. Bu ikkala xususiyat ularni kosmetika sohasida foydalanish uchun mos materiallarga aylantiradi. Tadqiqotda [30], nano o‘lchamli ZnO zarralari rux asetat dihidratni mutlaq etanolda cho‘ktirish orqali osongina sintez qilingan va XRD va SEM bilan 16 tavsiflangan. XRD natijalari nanozarrachalar uchun o‘rtacha zarracha hajmi 26,9 nm bo‘lgan sof vurtsit strukturasini ko‘rsatishgan. ZnO nanozarrachalarining kattaligi eritma konsentratsiyasining oshishi bilan kamayib borishi kuzatildi. Ushbu kuzatuvni rux asetatning yuqori konsentratsiyasida nanozarrachalar yadrolanish jarayonlarini kuchaytirishni hisobga olgan holda tushuntirish mumkin. Tayyorlangan nanozarrachalar (2,5 mol %) erituvchisiz sharoitda 2-aminotiofenlarni tez va samarali sintez qilish uchun katalizator sifatida ishlatilgan. Karbonil birikmasi, malonodinitril va elementar oltingugurtning uchlik aralashmasi o‘rtacha va yuqori hosildorlikda mukammal selektivlik bilan mos keladigan 2-aminotiofenga aylantirilgan. ZnO nanostrukturalarini sintez qilishning yana bir tez-tez qo‘llaniladigan usuli bug 'o‘tkazish jarayoni yordamida cho‘ktirishdir. Nanostrukturalarning hosil bo‘lish mexanizmlaridagi farqlarga qarab, katalizatordan foydalanmasdan yoki katalizator bilan amalga oshirilishi mumkin. Ushbu sintez usuli nanosimlar, Nanojinslar, nanoribonlar va boshqalar kabi keng turdagi nanostrukturalarni ishlab chiqarishi mumkin. Nanohelikslar va nanoribbonlar kabi murakkab ZnO nanostrukturalari Kong va uning jamoasi tomonidan sintez qilingan [31]. Ular nanozarrachalar kengligi 10–60 nm, qalinligi 5–20 nm va uzunligi bir necha yuz mikrometrgacha bo lgan lentalar ko rinishida olinganligini aniqladilar. Bundayʻ ʻ jarayonda Zn va kislorod yoki kislorod aralashmasi bug‘lari bir-biri bilan reaksiyaga kirishib, ZnO nanostrukturalarini hosil qiladi. Zn va kislorod bug‘ini hosil qilishning bir necha usullari mavjud. To‘g‘ridan-to‘g‘ri va oddiy usullar mavjud, ammo ular juda yuqori haroratlar bilan cheklangan. Sintez jarayonida nanostrukturalar to‘g‘ridan-to‘g‘ri bug 'fazasidan kondensatsiyalanish natijasida hosil bo‘ladi. Turli xil nanostrukturalarni olish mumkin bo‘lsa-da, bu usul ZnO nanostrukturalarining geometriyasi, hizalanishi va aniq joylashuvi ustidan sezilarli darajada kamroq nazoratga ega. Impulsli lazerli ablativ cho‘kma sintez usuli bo‘lib, tor o‘lchamdagi taqsimot va past darajadagi aralashmalar bilan nanozarrachalarni ishlab chiqarishi mumkin. Yoshitake M. va uning hamkasblari [33] o z ishlarida suvli eritma yordamida ʻ 17 oddiy usul yordamida ZnO kristallarining suyuq fazasining morfologiyasini nazorat qilish imkoniyatini aniqladilar. ZnO nanosimlari 50 °C da muvaffaqiyatli yaratildi, uzunligi 50 mkm va kengligi taxminan 100 nm. Olingan nanosimlarning shoxlari yoki agregatlari yo‘q [32]. Nazorat qilinadigan yog‘ingarchilik rux oksidini ishlab chiqarish uchun keng tarqalgan usul bo‘lib, u takrorlanadigan xususiyatlarga ega natija beradi. Jarayon ma'lum o‘lchamdagi zarrachalarning o‘sishini cheklash uchun qaytaruvchi vosita yordamida rux tuzi eritmasini tez va o‘z-o‘zidan kamaytirishni, so‘ngra eritmadan ZnO prekursorini cho‘ktirishni o‘z ichiga oladi. Keyingi bosqichda, prekursor issiqlik bilan ishlov berishdan so‘ng, aralashmalarni olib tashlash uchun maydalanadi. Olingan aglomeratlarni sindirish juda qiyin, shuning uchun kalsinlangan kukunlar zarrachalar aglomeratsiyasining yuqori darajasiga ega. Yog‘ingarchilik jarayoni pH, harorat va yog‘ingarchilik vaqti kabi parametrlar bilan cheklanadi [33]. Rux oksidi rux xlorid, rux sulfat va rux asetatning suvli eritmalaridan ham cho‘kadi. Bu jarayonda reaksiyaga kirishuvchi moddalarning konsentratsiyasi, substratlarning qo‘shilish tezligi va reaksiya harorati hal qiluvchi omillardir. Sadraei va boshqalar o‘rtacha 30 nm bo‘lgan ZnO nanozarralarini olish uchun Uilyam-Hal usulidan foydalanganlar. Turli morfologiyaga ega bo‘lgan rux oksidi kukunlari Thanakorn Wirunmongkol [34] tomonidan Rux nitrat geksagidrat (Zn(NO 3 ) 2 · 6H 2 O) va natriy gidroksidi (NaOH) Zn (NO 3 ) 2 · 6H 2 O :NaOH 1:2 va 1:10 molyar nisbatida oddiy gidrotermik sintez orqali 60 °C da 6 soat davomida dastlabki prekursorlar sifatida muvaffaqiyatli tayyorlandi. Pastroq ishqor kontsentratsiyasida hosil bo‘lgan kukun olti burchakli fazali qisqa prizma shakliga ega edi. O‘rtacha zarracha kattaligi taxminan 50 nm edi. Zarrachaning o‘lchami taxminan 30-80 nm kengligida edi. Yuqori ishqor kontsentratsiyasida ZnO kukunlarining mikro tuzilishi prizmadan gul shakliga o‘zgaradi. ZnO kukunlarining zarracha hajmi ishqor kontsentratsiyasining ortishi bilan ortadi. Mualliflarning ta'kidlashicha, yuqori kristalli ZnO kukunlari ultrabinafsha (UB) yorug‘lik emitentlari, 18 katalizatorlar, varistorlardagi filtr materiallari uchun yangi fotokatalitik material sifatida, shaffof yuqori quvvatli elektronika, sirt akustik to‘lqin qurilmalari, piezoelektrik o‘tkazgichlar, gaz uchun yarim o‘tkazgichlar sifatida foydali bo‘lishi mumkin. datchiklar, dala emissiya displeylari va quyosh batareyalari [34]. Barqaror OH-siz rux oksidi (ZnO) nanozarrachalari gidrotermik usulda o sish harorati va prekursor kontsentratsiyasini o zgartirish orqali sintez qilindi.ʻ ʻ ZnO nanozarrachalarining shakllanishi rentgen nurlari difraksiyasi (XRD), transmissiya elektron mikroskopiyasi (TEM) va tanlangan hududdagi elektron difraksiyasi tadqiqotlari bilan tasdiqlangan. O‘rtacha zarracha kattaligi taxminan 7-24 nm ekanligi aniqlandi. Olingan namunalarning tarkibi induktiv bog‘langan plazma atom emissiya spektroskopiyasi yordamida tahlil qilingan. Diffuz aks ettiruvchi spektroskopiya (DRS) natijalari shuni ko‘rsatdiki, ZnO nanopartikullarining tarmoqli bo‘shlig‘i zarracha hajmining pasayishi bilan ko‘k rangga o‘tadi. ZnO nanozarrachalarining xona haroratida fotolyuminessent xossalari o‘rganildi. ZnO nanozarrachalaridan yashil fotolyuminestsent emissiya kuzatildi, bu kislorod vakansiyalari yoki ZnO interkalatsiyasi bilan bog‘liq nuqsonlardan kelib chiqishi mumkin. ZnO nanozarrachalarini sintez qilishning gidrotermik usulini o‘rganish [35] sintez parametrlari nanozarrachalarning o‘lchami va shaklini aniqlashda muhim rol o‘ynashini ko‘rsatdi. FTIR tadqiqoti sintez parametrlarining turli funktsional guruhlarning tebranishlariga ta'sirini aniqladi. XRD va TEM tahlillari sintez vaqti va haroratiga qarab nanomateriallarning strukturaviy xususiyatlarining o‘zgarishini tasdiqladi. Sintez harorati oshishi bilan kristallit hajmi kamayadi. Fotoluminesansni o‘rganishda ko‘k siljish kuzatiladi. Sintez vaqtini ko‘paytirish natijasida don hajmining oshishi kuzatildi, bu esa fotoluminesansning qizil siljishiga olib keldi. Katta planlar oralig‘i bo‘lgan namunalar uchun tarmoqli bo‘shlig‘ining pasayishi kuzatildi. Ushbu namunalar uchun PL intensivligi maksimal bo‘lib chiqdi. Gidrotermal sintez muhim optik xususiyatlarga ega bo‘lgan turli nanostrukturalarni sintez qilish uchun mos usul sifatida tanlanishi mumkin. 19 Bundan tashqari, nanogullar va nanojinslar mukammal fotoluminesans, ultrabinafsha nurni yutish va yuqori tarmoqli bo‘shlig‘ini namoyish etadi. Nanojinslar nanogullarga qaraganda termal jihatdan barqarorroqdir. Optik xususiyatlar va termal barqarorlik quyosh batareyalarini yaratish uchun ishlatiladigan materiallar uchun asosiy omillardir. Mualliflar optik xossalari va termal barqarorligiga asoslanib, gidrotermal usulda sintez qilingan Nanojinslar va nanogullar quyosh xujayralarining turli qatlamlari uchun mos materiallar ekanligini taklif qilishdi. Yuqoridagilardan biz rux oksidini sintez qilish usullarini kimyoviy, fizik va biologik usullarga bo‘linishini umumlashtirishimiz mumkin. Ular zarur kimyoviy moddalar, sintez sharoitlari, olingan morfologiyalar va rux oksidining xususiyatlari bo‘yicha baholanadi. Rux oksidini sintez qilishning kimyoviy usullariga kimyoviy cho‘kma, mikroemulsiya, sol-gel, solvotermik va gidrotermik usullar kiradi. TO fizik usullar lazer ablasyonu va yuqori energiyani o‘z ichiga oladi maydalash, biologik usullar esa mikroblar ishtirokida o‘simlik ekstrakti va sintezni o‘z ichiga oladi. Ushbu usullar bilan Rux oksidi hosil bo‘lish mexanizmlari quyidagi jarayonlarning bir yoki bir nechtasiga asoslanadi: zarrachalarning yadrolanishi, diffuziya o‘sishi, zarrachalarni yig‘ish va sinterlash. Umuman sintezning eng ta'sirli parametrlari harorat, quritish vaqti va aralashmalarning ta'siri. Yuqori haroratlar (>200 ° C) odatda kattaroq Rux oksidi zarralari (>80 nm) hosil bo‘lishiga olib keladi; uzoq vaqt (> 60 min) ko‘pincha Rux oksidi zarralarining aglomeratsiyasi va sinterlanishiga olib keladi. Biroq, aralashmalar aglomeratsiya darajasini kamaytirishi mumkin. Umuman olganda, kimyoviy usul uning moslashuvchanligi tufayli afzallik beriladi, bu ham rux oksidi zarralarining ko‘proq o‘zgaruvchanligi bilan bog‘liq. Fizik usullar ko‘proq bir xil rux oksidi zarralarini ishlab chiqaradi, lekin ko‘proq energiya sarfini talab qiladi. Rux oksidining past kimyoviy iste'moli va yuqori sifati tufayli biologik usullar istiqbolli hisoblanadi [25]. 20 1.3 Keng bo‘shliqli yarimo‘tkazgichli nanomateriallarni qo‘llash 1.3.1. Rux oksidining qo‘llanilishi Rux oksidi keng diapazonli yarimo‘tkazgich (3,37 eV) bo‘lib, lazerlar, energiya generatorlari, quyosh batareyalari, gaz sensorlari, dala emissiya qurilmalari, kondansatörler, varistorlar, fotokatalizatorlar , shaffof o‘tkazgich kabi turli xil ilovalar uchun mos keladi. qoplamalar, foto chop etish, elektrofotografiya, elektrokimyoviy va elektromexanik nanoqurilmalar, quyoshdan himoya qiluvchi loson (krem), kosmetik yaralarni davolash, antihemorroy, antibakterial vositalar, ekzema agentlari va boshqa tibbiy ilovalar [36]. ZnO kukuni ko‘plab materiallar va mahsulotlar, jumladan, keramika, shisha, tsement, kauchuk, moylash materiallari, bo‘yoqlar, malhamlar, yopishtiruvchi moddalar, plastmassalar, mastiklar, pigmentlar, oziq-ovqat (Zn ozuqa manbai), akkumulyatorlar, ferritlar va yong‘inga qarshi moddalar kabi keng qo‘llaniladi [37]. ZnO asosidagi qoplamalar ignabargli (qarag‘ay, archa) va bargli (olxa, eman) daraxtlaridan olingan yog‘och namunalari uchun namlikdan himoya qiluvchi qatlam sifatida ko‘rib chiqilgan [38]. Energetika muammosini hal qilish va ifloslanmagan atrof-muhitni tasavvur qilish uchun barqaror texnologiyalar va energiya resurslarining paydo bo‘lishi zarur. Qayta tiklanadigan energiya manbalari, ayniqsa quyosh energiyasi, dunyodagi qazib olinadigan yoqilg‘i energiyasiga bo‘lgan ehtiyojni kamaytirish yoki almashtirish uchun toza energiya manbalari sifatida munosiblaridan biridir. Quyosh xujayralari uchun ZnO ning qo‘llanilishi. Quyosh energiyasi bepul va tuganmas energiyaning jozibador manbai sifatida qayta tiklanmaydigan energiya manbalari uchun potentsiallardan biridir. Quyosh energiyasiga asoslangan texnologiyalarning bir necha turlari mavjud, masalan, quyosh isitish, quyosh fotovoltaiklari va quyosh issiqlik elektr energiyasi. Quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantiruvchi fotovolt texnologiya keng tarqalgan, bitmas-tuganmas va toza [39]. 21 Ilg‘or quyosh batareyasi texnologiyalarida yangi va murakkab materiallarni qo‘llash, ya'ni bo‘yoqqa sezgir, perovskit, ko‘p ulanish va kvant nuqtalari samarali va uzluksiz energiya konvertatsiyasini ta'minlash uchun eshikni ochadi. Mavjud quyosh batareyasi texnologiyalarining hech biri nuqsonlar kabi faol birikmalarning xususiyatlari bilan chambarchas bog‘liq bo‘lgan tarmoqli bo‘shliqlari va issiqlik va uzatish yo‘qotishlari tufayli faraziy energiya konvertatsiyasiga deyarli erisha olmadi. Bundan tashqari, faol birikmalarning barqarorligi quyosh batareyasi texnologiyalarining ishlash muddati yoki uzoq umriga ta'sir qiladi. Quyosh xujayralarida qo‘llaniladigan zaryad o‘tkazuvchi materiallarning ideal xususiyatlari quyoshni yutishning yuqori samaradorligi, maqbul o‘tkazuvchanlik, yuqori tashuvchining harakatchanligi va hayajonlangan zaryad tashuvchilarning samarali o‘yin-kulgisi bilan bog‘liq to‘g‘ri energiya darajalarini o‘z ichiga oladi . Keng tarmoqli oralig‘i, yuqori elektron harakatchanligi, yaxshi barqarorlik va yuqori o‘tkazuvchanlik kabi noyob xususiyatlarga ega Rux oksidi materiallari quyosh xujayralari uchun ideal materiallar sifatida tan olingan. Bundan tashqari, ZnO tor tarmoqli yarimo‘tkazgichlar, organik polimer materiallar va bo‘yoq sezgirligi kabi ko‘rinadigan hududda yorug‘likni olish uchun pastki tarmoqli materiallar bilan birlashtirilishi mumkin. Perovskit quyosh xujayralari - bu elektron tashish materialining ko‘p qatlamlari, shaffof o‘tkazuvchan substrat, teshiklarni tashish qatlami, yorug‘likni yutuvchi perovskit va Au yoki Ag pastki elektrodini o‘z ichiga olgan tuzilishga ega bo‘lgan fotoelektrokimyoviy sistemalar [40]. ZnO kompozitlari fotogeneratsiyalangan elektronlarni ajratib olish va tashish uchun qatlam sifatida keng qo‘llaniladi. Bundan tashqari, ular perovskit plyonkalarida zaryad rekombinatsiyasini bostirish uchun fotogeneratsiyalangan teshik blokerlari sifatida ishlatilishi mumkin. Perovskit quyosh xujayralarining o‘tkazuvchan qatlam sifatida fotovoltaik ishlashida ZnO kompozitlarining asosiy roliga kelsak, ularning xususiyatlarini, ayniqsa morfologiyasini, tuzoq holatini, energiya darajasining tekislanishini va interfatik xususiyatlarini nazorat qilish muhimdir. 22 Fotosensitiv quyosh xujayrasi iqtisodiy samaradorlik, past toksiklik, energiyani aylantirish samaradorligi 10% dan ortiq va etarli uzoq muddatli barqarorlik tufayli istiqbolli fotovoltaik qurilma hisoblanadi [41]. ZnO bir xil elektron yaqinligi, o‘xshash tarmoqli bo‘shlig‘i va ZnO ning yuqori elektron harakatchanligi va fotokorroziyaga chidamliligi bilan TiO 2 ga qaraganda ancha yuqori diffuziya oqimiga ega bo‘lganligi sababli fotosensitiv quyosh xujayrasidagi TiO 2 o‘rnini yaxshiroq o‘rnini bosuvchi hisoblanadi. Bundan tashqari, ZnO dan fotosensitiv quyosh xujayrasi uchun turli morfologiyalarga ega bo‘lgan bir nechta fotoanod konstruktsiyalari ishlab chiqarilishi mumkin, ehtimol boshqa metall oksidlariga qaraganda. ZnO ning kristall tuzilishi anizotropik o‘sishni rag‘batlantiradi, bu TiO 2 ning kristalli tuzilishidan farq qiladi, bu uni nanosheplar, nanosimlar yoki Nanojinslarni o‘z ichiga olgan fotoanodli fotosensitiv quyosh xujayrasi uchun asosiy materialga aylantiradi [41]. Batareyalar yaratish uchun ZnO kompozitlarini qo‘llash. Batareyalarning samarali saqlash qurilmasi sifatida takomillashtirilishi va takomillashtirilishi 1800 yilda Alessandro Volta tomonidan ixtiro qilingan birinchi akkumulyatordan 1991 yilda Sony tomonidan taqdim etilgan litiy-ion batareyaga qadar asrlar davom etgan. ZnO 978 mAh/g katta gipotetik quvvati, arzonligi, past toksikligi, yuqori mavjudligi va katta litiy-ion diffuziya koeffitsienti tufayli batareyalarda anod sifatida foydalanish uchun istiqbolli material hisoblanadi. Biroq, ZnO ning ommaviy ishlab chiqarishda haqiqiy ishlatilishi ushbu qurilmalarda quvvatning tez pasayishi bilan to‘sqinlik qiladi. Zaryadlash va zaryadlashning elektrokimyoviy jarayoni tufayli katta hajmli kengayish yuzaga keladi, bu anod kukunlari orasidagi elektr ajralishning yo‘qolishiga olib keladi. Imkoniyatlar yo‘qolishini bartaraf etish va batareyaning ishlash muddatini oshirish uchun sirt morfologiyalarini, nanostrukturalarni (bir, ikki va uch o‘lchovli), turli elementlar bilan dopingni diversifikatsiya qilish kabi bir qancha strategiyalar qo‘llanildi [42]. Lityum-ionli batareyalar uchun yuqori quvvat va barqarorlikka ega bo‘lgan anodik elektrod sifatida grafit bilan qoplangan Rux oksidi nano qatlamlaridan 23 tayyorlangan elektrodlarni sintez qilish ma'lum. Yangi elektrod kompozitsiyasi gidrotermik usul bilan, so‘ngra termal bug‘lanish bilan tayyorlangan. Qalinroq grafit qatlamiga ega kompozitlar 600 mAh / g atrofida yuqori quvvatni va eng kam quvvatni pasaytirishni ko‘rsatdi. Bu to‘g‘ri o‘zaro bog‘langan nanozarrachalar (15 nm dan kam) bo‘lgan mikro o‘lchamdagi teshiklarning maxsus joylashuvi bilan bog‘liq bo‘lib, bu litiyni quyish/olib tashlash protsedurasidan keyin hajm o‘zgarishini ta'minlash uchun juda katta maydonni ta'minlaydi. Bundan tashqari, grafit elektrokimyoviy aylanishning tushirish/zaryadlash jarayoni orqali struktura va shaklni barqarorlashtirish uchun muhim ahamiyatga ega, bu esa o‘ziga xos quvvatni yaxshilashga va rux oksidi nano varaqlarining teskari sig‘imini oshirishga olib keladi [43]. ZnO ning elektr o‘tkazuvchanligini yaxshilash uchun grafen oksidi yordamida ierarxik tarzda tashkil etilgan o‘z-o‘zidan yig‘ilgan ZnO kompozitsiyasi sintez qilindi. Natijalar sintetik kompozitning yuqori qaytaruvchanligi, chidamliligi va yaxshilangan ishlashini ko‘rsatdi. Yangi kompozitsiyaning yaxshilangan ishlashi uning yuqori o‘ziga xos sig‘im, yuqori elektr o‘tkazuvchanligi, kamaytirilgan litiy ion diffuziya yo‘li va kuchli SEI qatlamini ko‘rsatadigan noyob o‘z-o‘zidan yig‘ilgan shakli bilan bog‘liq. Feng va boshqalar litiy-ionli akkumulyator uchun gidrotermal usulda har xil miqdordagi grafendan turli xil ZnO-grafen gibrid kompozitlarini ishlab chiqishganlar [44]. Og‘irligi 71,45% grafenni o‘z ichiga olgan kompozitlar katta qaytariladigan o‘ziga xos sig‘im va ideal tezlik funktsiyasini ko‘rsatdi. Bunga qo‘shimcha ravishda, u past kuchlanish kuchlanishida (0,01-1,0 V) 240 mAh g-1 bo‘lgan sezilarli teskari quvvatga ega edi. Ushbu ajoyib natija kompozitlarga grafen qo‘shilishi bilan bog‘liq bo‘lib, bu elektrokimyoviy aylanish jarayoni natijasida kengayish tezligini kamaytiradi [44]. Xiao va boshqalar gidrotermal usul bilan uch o‘lchovli ierarxik uglerod ramkasiga siqilgan ZnO nanozarralarini o‘z ichiga olgan yangi kompozitsiyani sintez qildilar [45]. Yangi kompozitsiya yaxshilangan o‘ziga xos sig‘imni, shuningdek xizmat muddatini va ishlab chiqarish tezligini oshirishni ko‘rsatdi. 24 Lityum-ionli batareyalarda anod materiallari sifatida foydalanish uchun uch o‘lchovli so‘l / mezoporöz uglerod bilan qoplangan Rux oksidi nanozarrachalari sintez qilingan. Olingan kompozitsiyalar maxsus ierarxik gözenekli morfologiyasi tufayli mukammal elektrokimyoviy ko‘rsatkichlarni ko‘rsatdi. Bundan tashqari, tayyorlangan kompozitsiyalarning o‘ziga xos mezo gözenekli tuzilishi zaryadlash / tushirish jarayonida hajmni o‘zgartirish uchun joyni oshirishga imkon berdi. Uch o‘lchovli uglerod asosidagi struktura elektrod quvvatini oshirgan [45]. Superkondensatorlarni yaratish uchun ZnO ning qo‘llanilishi. Superkondensatorlar yuqori zaryadsizlanish tezligi, uzoqroq xizmat qilish muddati va yuqori quvvat tufayli yuqori samarali xususiyatlarga ega energiya saqlash qurilmalarining yangi toifasi sifatida joriy etilgan. Superkondensatorlar uchun ilovalar zaxira energiya manbalarini, gibrid elektr transport vositalariga asoslangan ekologik toza transport vositalarini va boshqa favqulodda elektr ta'minoti sistemalarini o‘z ichiga oladi. Superkondensatorlar energiyani saqlash mexanizmiga ko‘ra ikki guruhga bo‘linadi: elektr ikki qavatli kondansatkichlar va psevdokapasitorlar. Elektr ikki qatlamli kondansatör elektrod yuzasida ikki qatlamli mahsulot sifatida ishlab chiqariladi. Pseudocapacitor ikki qavatli mexanizm va Faraday reaktsiyasi tufayli material yuzasida va alohida hajmda zaryadni ushlab turadi. Shunday qilib, psevdokapasitor ikki qavatli elektr kondansatkichlariga qaraganda 10-100 baravar ko‘proq zaryadni saqlaydi. Kondensatorlar elektrod-elektrolit interfeysi va uglerod materiallari o‘rtasida elektron va ion zaryadlarini to‘playdi. Odatda, mezoporozli uglerod materiallari (faollashtirilgan uglerod) elektr ikki qavatli kondansatkichda elektrod materiallari sifatida ishlatiladi va yaqinda uglerod nanotubalari va grafenga o‘xshash materiallar qo‘llaniladi. Biroq, psevdokapasitatorlar odatda metall oksidi va o‘tkazuvchan polimerlardan tashkil topgan elektrod materialining yuzasida redoks reaktsiyalari orqali zaryadlarni to‘playdi. Ikki qavatli elektr kondansatkichlari psevdokapasitorlarga nisbatan past energiya zichligi va yuqori quvvat zichligiga ega. Ikki qavatli elektr kondansatör uzoq umr ko‘rishi mumkin, ammo soxta 25 kondansatkichlar yuqori o‘ziga xos sig‘imga ega. Shunday qilib, metall oksidi va uglerod kompozit elektrodlariga qurilgan psevdokapasitor harakati va elektr ikki qatlamli kondansatkichning integratsiyasi uzoq xizmat muddati va katta o‘ziga xos sig‘im uchun yangi qirralarni ochishi mumkin [46]. 1.4 Kristal tuzilishi va optik xususiyatlari Rux oksidi ZnO - A II B VI birikmalari guruhidan keng bo‘shliqli yarim o‘tkazgich materiali bo‘lib, u xalkogenidlar va rux, kadmiy va simob oksidlarini ham o‘z ichiga oladi. Rux oksidi normal sharoitda kristallanadi, olti burchakli vurtsit strukturasida to‘rtta rux kationlari har bir kislorod atomini o‘rab oladi. Kristalli rux oksidi xona haroratida ~3,3 eV diapazonga ega bo‘lgan n tipidagi o‘tkazuvchanlikning to‘g'ridan-to‘g'ri bo‘shliqli yarimo‘tkazgichidir [47]. ZnO ning tarmoqli bo‘shlig'idagi ba'zi o‘zgarishlarga Mg yoki Cd aralashmalari bilan doping orqali erishish mumkin. Mg ning ZnO ga qo‘shilishi tarmoqli bo‘shlig'ini oshiradi, Cd esa tarmoqli bo‘shlig'ini kamaytiradi, shunga o‘xshash effektlar GaN da Al va In tomonidan ko‘rsatiladi. Rux oksididagi Mg va Cd aralashmalarining o‘rtacha konsentratsiyasida tosh tuzi shaklidagi MgO va CdO ning kristall panjaralari vurtsit strukturasiga aylantirilib, Mg 1−x Zn x O va Cd 1−x Zn x O ning qattiq eritmalarini hosil qiladi. Bunday holda, materialda kichik klasterlar hosil bo‘ladi va tarmoqli bo‘shlig'i sezilarli darajada o‘zgaradi. ZnO gaz fazasi yoki gidrotermik sintez sharoitida kristallografik yo‘nalishda [002] yuqori tezlikda o‘sish qobiliyatiga ega. Natijada, Nanojinslar va nanoplanlarning o‘sishi mumkin, shuning uchun ZnO sintezi paytida nanometr diapazonidagi turli xil tuzilmalarni olish mumkin [48]. Bunday bir, ikki va uch o‘lchovli ZnO tuzilmalari boshqa yangi nanomateriallar bilan bir qatorda turli xil ilovalarda foydalanish istiqbollariga ega. Bir o‘lchovli tuzilmalar nanostrukturali materiallarning katta guruhini tashkil qiladi va ignalar, spirallar, buloqlar, lentalar va kamarlarga, naychalarga va 26 simlarga o‘xshash turli xil shakldagi Nanojinslarni o‘z ichiga oladi [49]. Rux oksidi ikki o‘lchovli va uch o‘lchovli tuzilmalarni olish uchun sintez qilinishi mumkin, masalan, nanoplatlar, nanoshets va boshqalar [50]. Rux oksidi tuzilishlarining keng morfologik xilma-xilligi ma'lum materiallar orasida juda ko‘p nanostrukturalarni ta'minlaydi. Odatda, keng diapazonli materiallar, yarim o‘tkazgichlar va dielektriklar, ularning elektr o‘tkazuvchanligini nazorat qilish uchun juda qiyin. Rux oksidini doping qilish ham juda qiyin, chunki stexiometriya buzilishining cheklangan hududi mavjudligi sababli materialning tuzilishida ichki nuqsonlar mavjudligi sababli ZnO da dopingning nisbatan past darajasi ta'minlanadi. ZnO da rux va kislorod vakansiyalari, interstitsial rux va kislorod atomlari [51] kabi ichki kristall panjara nuqsonlari elektr va optik xususiyatlarga ta'sir qilishi mumkin. Odatda, maxsus dopingsiz yetishtirilgan ZnO o‘z donorlari tufayli elektron o‘tkazuvchanlikka ega, tabiati hali ham muhokama qilinmoqda [18]. ZnO ning strukturaviy nuqsonlari va ularning konsentratsiyasi materialning o‘stirilgan sharoitiga va sintezdan keyingi texnologik issiqlik bilan ishlov berishga bog'liq. 1.5 Rux oksidining fotolyuminessensiyasi Kristalli ZnO yorug'likning ko‘rinadigan diapazonida shaffof materialdir, ammo ultrabinafsha mintaqada 380 nm dan kam to‘lqin uzunligida juda yuqori optik yutilish koeffitsientiga ega. Shuning uchun ZnO optoelektronika uchun juda istiqbolli va ko‘plab ilovalar uchun foydali materialdir. ZnO ning ichki fotoluminesans (PL) tasmasi ultrabinafsha mintaqada, cho‘qqisi ~ 380 nm da, nopoklik PL tasmasi ko‘rinadigan hududda joylashgan. Chunki ichki fotoluminesans qo‘zg'alish emissiyasi bilan bog'liq va qo‘zg'alishning bog'lanish energiyasi ZnO 60 meV ni tashkil qiladi, bu xona haroratidagi issiqlik energiyasidan (~ 26 meV) yuqori [53], keyin ZnO ko‘k va ultrabinafsha LEDlar uchun istiqbolli material bo‘lib ko‘rinadi, bu galyum nitridi GaN dan ham 26 meV eksitonik bog'lanish energiyasiga ega istiqbolli materialdir. 27 Gallium nitridi endi LEDlarda keng qo‘llaniladi, galyum zahiralari past, shuning uchun arzonroq materiallardan LEDlarni yaratish muammosi mavjud. Afsuski, ZnO ni doping qilishning qiyinchiliklari ZnO ustida p-tipli o‘tkazuvchanlik va p-n birikmalarini yaratishni qiyinlashtiradi. Xona haroratida ZnO ning PL spektri ultrabinafsha ichki emissiya chizig'idan va ko‘rinadigan hududdagi ifloslik emissiyasining keng diapazonidan iborat. Chet emissiya diapazoni (NBE - yaqin tarmoqli emissiyasi, nopoklik luminesans) erkin eksitonlarning rekombinatsiyasi bilan bog'liq [54]. 420–700 nm kenglikdagi keng tarmoqli, o‘sish sharoitlaridan qat'i nazar, chuqur darajalar orqali rekombinatsiya tufayli paydo bo‘ladi (DLE - chuqur darajadagi emissiya, ichki lyuminesans). DLE bandining paydo bo‘lishi kristall strukturasidagi turli nuqsonlar bilan bog'liq, masalan, kislorod bo‘shlig'i (VO), rux bo‘shligi (VZn), oraliq kislorod atomlari (Oi) va rux (Zni), shuningdek, mis kabi turli xil aralashmalar. , gidroksidi atomlari va boshqalar. Xususan, DLE diapazoni VO va VZn nuqsonlarini o‘z ichiga olgan o‘tishlar sifatida aniqlangan. ZnO dagi PL spektrlarining gaz atmosferasiga bog'liqligi haqida bir qator hisobotlar mavjud, bu ta'sir yordamida gaz datchiklari yaratilishi mumkin; Misol uchun, [55] ishda, argon atmosferasida 600 °C da tavlanish paytida DLE bandining intensivligi va vodorod qo‘shilishi bilan atmosferada tavlanish paytida pasayish kuzatildi (H 2 /Ar = 5: 95). [56] ishda ZnO monokristalidagi NBE diapazonining ortishi metanol, chumoli kislotasi, aseton, propanol va boshqalarning adsorbsiyalangan molekulalari soniga va NBE ning o‘ziga xos intensivligiga proportsional ekanligi aniqlangan. Adsorbatning ionlanish potentsialining oshishi bilan kamayadi. Bu metanol, chumoli kislotasi, aseton va boshqalar molekulalarining adsorbsiyasi jarayonida sirtdagi intensivlikning pasayishiga mos keladi, ya'ni kislorod adsorbatlarining zaryadi elektron donor sifatida ishlaydigan organik adsorbatlarning zaryadi bilan qoplanadi, shuning uchun ZnO yuzasida kislorod qabul qiluvchilar tomonidan tutilgan erkin elektronlar soni kamaydi. Shunga ko‘ra, 28 zonalarning egilishi kamayadi va NBE tasmasi chiqadigan hudud qalinligi oshadi, bu bilan sinxron ravishda DLE bandining intensivligi pasayadi. [57] ishda ortiqcha kislorod sharoitida kimyoviy bug sintezi orqaliʻ yetishtirilgan ZnO o rganildi. ZnO dan intensiv DLE fotoluminesans emissiyasi ʻ aniqlandi, bu ushbu ishda namunalarning yuzasiga yaqin mintaqada kislorod oraliq atomlarining yuqori konsentratsiyasi mavjudligi bilan bog'liq edi. O 2 atmosferasida tavlanishdan keyin paydo bo‘ladigan kislorod adsorbatlari kuchli qabul qiluvchi va elektronlarni ushlab turadi. Haddan tashqari elektronlar yarimo‘tkazgich oksididagi energiya bantlarining egilishida xarakterli o‘zgarishlarni keltirib chiqaradi, bu esa sirtga yaqin hududlarning kamayishiga va erkin tashuvchilar kontsentratsiyasining pasayishiga olib keladi. Bunday holda, chuqur darajalar orqali DLE fotoluminesansining intensivligi sezilarli darajada oshadi. Shu bilan birga, asosiy yutilish chetiga yaqin joylashgan NBE tasmasi intensivlikda pasayadi. DLE intensivligining adsorbsiyalangan kislorod mavjudligiga bunday ijobiy bog'liqligi, lyuminestsent nuqsonlar sirtda emas, balki sirtga yaqin mintaqada, ya'ni adsorbat sirtni induktsiya qiladigan yo‘qolgan qatlam hududida joylashganligini ko‘rsatadi. potentsial va zonalarning egilishi sezilarli bo‘ladi. NBE bandining so‘nishi, shuningdek, mos keladigan eksitonik o‘tish to‘g'ridan-to‘g'ri nanozarrachalar yuzasida emas, balki sirtga yaqin mintaqada lokalizatsiya qilinganligini ko‘rsatadi. Binobarin, sirtda tutilgan elektronlar tomonidan yaratilgan elektr maydoni foto qo‘zg'aluvchan elektronlar va teshiklardan nomutanosib qo‘zg'alishlarni yo‘q qiladi. Natijada, eksitonlarning radiatsion rekombinatsiyasi ehtimoli kamayadi va NBE bandining intensivligi pasayadi. Aksincha, chuqur darajalar orqali rekombinatsiya ehtimoli ortadi va DLE bandining intensivligi oshadi. Sirt tasmasining egilishining PL intensivligiga ta'sirining bunday izohi InP, TiO 2 va boshqalar kabi turli yarimo‘tkazgichlar uchun amal qiladi. PL intensivligidagi shunga o‘xshash o‘zgarishlar TiO 2 [58] da kuzatildi: adsorbsiyalangan kislorod kontsentratsiyasining ortishi, shuningdek, boshqa elektron qabul qiluvchi azot oksidi N 2 O, aksincha, PL intensivligining pasayishiga 29 olib keldi; adsorbsiyalangan butilen molekulalarining miqdori C 4 H 8 PL intensivligining oshishiga olib keldi. C 3 H 6 , C 2 H 5 C≡CH, CH 3 C≡CH, C 2 H 4 , CH≡CH, shuningdek, suv H 2 O va vodorod H 2 kabi boshqa to‘yinmagan uglevodorodlarning adsorbsiyasi ham PL intensivligini oshirdi. PL intensivligini oshirish darajasi adsorbsiyalangan molekulalarning ionlanish potentsialiga teskari edi. ZnO yuzasida adsorbsiyalangan suv molekulalari ~ 70 ° C gacha barqaror bo‘lgan gidroksil (OH-) guruhlari 3620 sm -1 (OH- qutbli O-ZnO(0001) yuzasida tebranishlarga tegishli; ) va 3672 sm –1 (aralash ZnO( 1010) sirt). 3672 sm-1 da tebranish koadsorbsiyalangan suv molekulasi bilan OH- guruhiga tegishli deb taxmin qilinadi. ZnO yuzasi xona haroratida ham katalitik va fotokatalitik jihatdan juda faol ekanligi ma'lum. Masalan, toza ZnO yuzasi xona haroratida CO 2 atmosferasida ishlov berilganda, sirtda bir qator karbonat (CO 3 2- ) adsorbanlar hosil bo‘ladi, bu INQ yutilish chiziqlari paydo bo‘lishi bilan qayd etilgan. chastota diapazoni 1200– 1700 sm –1 . Bidentat va tridentat karbonatlar mos ravishda kislorod (0001–) (zaryad –) va prizmatik (1010–) (neytral zaryad) tekisliklarida, monodentat yoki polidentat karbonat shakllari esa zinapoyalar, tizmalar, yoriqlar va vakansiyalar kabi nuqsonlar joylashgan joylarda hosil bo‘ladi. Adsorbsiyalangan komplekslar 250-300 ° S gacha barqaror. [59] ishda, 1200-1700 intervalda ZnCO 3 karbonat molekulalarining yutilish chiziqlari intensivligining pasayishi bilan bir vaqtda adsorbsiyalangan CO 2 ning IQ yutilish chiziqlari intensivligining oshishi (2342 sm -1 mintaqada) kuzatilgan. ZnO dagi PL intensivligi adsorbsiyalangan molekulalarning turi va soniga bog'liq bo‘lganligi sababli, u havoda, maxsus atmosferada yoki vakuumda olib boriladigan PL o‘lchash sharoitlariga ham bog'liq bo‘lishi kerak. Adabiyotda ushbu ta'sirlar bo‘yicha tadqiqotlar soni juda cheklangan. Faqat bir nechta tadqiqotlar PL o‘lchovlari paytida gaz atmosferasining PL spektrlari va intensivligiga ta'siri haqida xabar beradi. [60] ishda, PL spektrlarida sezilarli o‘zgarishlar aniqlangan, NBE diapazoni intensivligining taxminan 3 barobar ortishi va PLni 5 × 10 -5 vakuumda o‘lchashda DLE diapazoni intensivligining pasayishi. mbar havoda 30 o‘lchangan spektrlar bilan solishtirganda. Spektrlarning bunday o‘zgarishi faqat 100 °C da havoda oldindan tavlangan ZnO namunasida kuzatilgan. Tozalashdan oldingi harorat 230 va 350 °S gacha ko‘tarilganligi sababli, havodagi va vakuumdagi spektrlar orasidagi farq sezilarli darajada kamaygan. [61] ishda katodolyuminesansni o‘lchashda elektron nur bilan nurlanish paytida ZnO dagi NBE tasmasi intensivligining o‘zgarishi aniqlangan. NBE va DLE PL diapazonlari intensivligining pasayishi KOH, HCl, H2O da namunalar bilan ishlov berilgandan so‘ng 0 dan ~ 30 minutgacha elektron nurlanish paytida 2-4 marta kuzatildi va NBE bandining intensivligi o‘sdi. dastlabki bosqichlar. PL intensivligi vodorod ionlari H + ning ZnO bilan yuzaki va massaviy reaksiyalariga bog‘liq degan xulosaga kelishgan. PL spektrlarining gaz atmosferasiga bog'liqligi uchun mas'ul bo‘lgan asosiy ta'sir energiya bantlarining sirt egilishidir. E'tibor bering, yarimo‘tkazgichlarda energiya tasmalarining sirt egilishi xususiyatlarni o‘zgartirishda juda muhim rol o‘ynaydi. Ommaviy yarimo‘tkazgichli tuzilmalarda sirt yaqinidagi energiya tasmalarining egilishi salbiy rol o‘ynaydi, chunki u qurilmalarning ish parametrlarini sezilarli darajada o‘zgartirishi mumkin, Shuning uchun tuzilmalar yuzasi himoya plyonkalar yoki oksidli qatlamlarni qo‘llash orqali passivlanadi. Aksincha, nanostrukturali yarimo‘tkazgichlarda energiya tasmalarining sirtini egilishi materiallarning katalitik xususiyatlarini oshirish, sensor xususiyatlarini oshirish uchun ishlatilishi mumkin, quyosh batareyalarida, masalan, quyosh fotokimyosi yordamida CO 2 chiqindilaridan yoqilg'i ishlab chiqarish uchun. Masalan, fotokatalizda fotogeneratsiyalangan zaryad tashuvchilarni sirt va adsorbsiyalangan molekulalar o‘rtasida o‘tkazish yorug'likning yutilishi va zaryad tashuvchilar bilan o‘zaro ta'siri natijasida yuzaga keladigan murakkab kimyoviy jarayondir. Yarimo‘tkazgichlarda energiya diapazonlarining sirt egilishi yaxshi o‘rganilgan va elektrokimyo uchun va yarim o‘tkazgichli gaz sensorlarini yaratishda asosiy ta'sir hisoblanadi. 1.6 Rux oksidining elektr xususiyatlari 31 Katta tarmoqli bo‘shlig'iga qaramay, qo‘shilmagan ZnO elektr faolligini ko‘rsatadigan ichki nuqsonlar mavjudligi sababli sezilarli o‘tkazuvchanlikka ega. Bunday holda, rux pastki panjarasi yoki kislorod oraliq joylaridagi bo‘sh o‘rinlar akseptor xususiyatlarini, kislorod bo‘sh joylari va oraliq rux atomlari esa donorlik xususiyatlarini ko‘rsatishi kerak. Kislorod vakansiyalari ko‘pincha ZnO dagi past ionlanish energiyasiga ega bo‘lgan donor tipidagi nuqson sifatida talqin qilinadi, bu erkin elektronlarning asosiy yoki asosiy manbalaridan biri va tabiiy n -dopingning sababi bo‘lishi mumkin. Ammo zichlik funktsiyasidan foydalangan holda nazariy ishlar shuni ko‘rsatadiki, kislorod vakansiyalarining donorlik darajasi n-tipli o‘tkazuvchanlikni ta'minlash uchun juda chuqurdir [51]. Biroq, bu elektr va optik faol nuqson rux bo‘shlig'i bilan birga ZnO ko‘rinadigan luminesans signali uchun javobgardir, deb taxmin qilinadi. Sayoz va chuqur donorlar turli atmosferalarda tavlanish jarayonida kiritilgan nopoklik atomlari bo‘lishi mumkin, masalan, vodorod atomlari. Shuning uchun O 2 atmosferasida yupqa ZnO plyonkasini tavlash zaryad tashuvchilar sonining kamayishiga olib keladi. Rux oksidi sirt o‘tkazuvchanligining atrof-muhitning gaz tarkibiga sezgirligi tufayli gaz, kimyoviy va biologik sensorlar ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. Adsorbsiyalangan kislorod sirtda qabul qiluvchilarni hosil qiladi, bu esa materialning asosiy qismida zaryad tashuvchilar - elektronlar sonining kamayishiga olib keladi. Sirt o‘tkazuvchanligi pasayadi va natijada mikropartikullardan yupqa plyonkalar yoki siqilgan kukun shaklida namunalarning umumiy o‘tkazuvchanligi pasayadi. Vodorod atmosferasida, aksincha, sirt o‘tkazuvchanligining oshishi kuzatiladi. Vodorod ZnO dagi donor rolini o‘ynaydi va adsorbsiyalangan kislorodni passivlashtiradi va o‘tkazuvchanlik zonasida zaryad tashuvchilar sonini oshiradi [61]. Legirlangan p-tipli ZnO ni tayyorlash juda qiyin ekanligi isbotlangan, teshik rux oksidi bo‘yicha cheklangan miqdordagi hisobotlar mavjud va bu ishlar ZnO da barqaror p-n birikmalarini tayyorlash haqidagi hisobotlar bilan birga bo‘lmagan. 32 Azot qo‘shilgan ZnO dagi p-tipli o‘tkazuvchanlikni kuzatish bo‘yicha ishlar rivojlanishning yuqori darajasini ko‘rsatadi. P-tipli o‘tkazuvchanlikni olishda qiyinchilikning sabablaridan biri ZnO ning n-tipli o‘tkazuvchanlikka moyilligi va uning sabablarini tushunishdagi muvaffaqiyat juda yaqinda. Yana bir sabab shundaki, kislorod vakansiyalari kabi ichki nuqsonlar donor tipidagi markazlardir, ya'ni ular p-tipli doping uchun kompensatsiya markazlari hisoblanadi. Bundan tashqari, ZnO uchun kichik qabul qiluvchi darajalarni joriy etishni ta'minlaydigan juda kam qotishma elementlar mavjud. Darhaqiqat, Zn pastki panjarasidagi ZnO kristalida joylashganda sayoz aksseptorlar bo‘lishi kerak bo‘lgan birinchi asosiy guruhning elementlari (Li, Na, K), kichik ion radiusi tufayli ular chuqur qabul qiluvchi darajalarni yaratadigan interstitsial pozitsiyalarni egallaydi. [51] . Rux o‘rnini bosuvchi -IB guruhining elementlari (Cu, Ag, Au) chuqur qabul qiluvchilar bo‘lib, p tipidagi o‘tkazuvchanlikni ta'minlay olmaydi. Kislorod yuqori elektromanfiy element bo‘lganligi sababli, kislorod o‘rnini bosganda faqat azot ZnO da qabul qiluvchi darajalarni hosil qilishi mumkin. Beshinchi guruhning qolgan elementlari (P, As, Sb) kislorodni almashtirib, chuqur qabul qiluvchi darajalarni hosil qiladi. ZnO tarkibidagi vodorod nopokligi donorlik xususiyatlarini namoyon qiladi. [62] ishda, ZnO:Mg va ZnO:Ga ning shaffof o‘tkazuvchan yupqa plyonkalarini impulsli magnetronli püskürtme yordamida quyosh xujayralari uchun sintez qilishda, tashuvchining kontsentratsiyasi 7,6 × 1019 sm -3 dan 5,3 × 10 20 sm -3 gacha ko‘tarilishi aniqlandi. vodorod ishtirokida sintezlanadi. Vodorod borligida kontsentratsiyaning deyarli bir darajaga ko‘tarilishi nafaqat sodir bo‘ladi deb taxmin qilinadi. ZnO dagi kichik donorlar bo‘lgan rux atomlarini galliy atomlari bilan almashtirish jarayonining takomillashuvi, shuningdek kichik vodorod donorlari, masalan, kislorod o‘rnini bosuvchi (HO) va interstitsial pozitsiyada vodorodning kiritilishi tufayli. Masalan, Zn-O aloqasining o‘rtasidagi HBC pozitsiyasida. Tashuvchi kontsentratsiyasining ortishi bilan bir qatorda elektron 33 harakatchanligining 16,5 sm 2 /V sek dan 19,8 sm 2 /V s gacha ortishi ham kuzatildi, bu esa vodorod bilan ichki nuqsonlarning passivlanishi bilan bog'liq bo‘lgan. Funktsional yarimo‘tkazgichlarga asoslangan tizimlarni ishlab chiqishda nuqsonlarni boshqarish usullari muhim masalalardan biridir. Buning sababi shundaki, yarimo‘tkazgichning massasida va yuzasida joylashgan turli xil nuqsonlar materialning xususiyatlariga kuchli va ba'zi hollarda hal qiluvchi ta'sir ko‘rsatadi. Er yuzasida va sirtga yaqin hududlarda joylashgan nuqsonlarning ta'siri yarimo‘tkazgich sistemasining hajmining pasayishi bilan kuchayadi va sirt atomlari sonining ko‘payishi tufayli nozik plyonkalar va nano o‘lchamdagi kukunlar uchun hajmdagi atomlar soniga ayniqsa ahamiyatli bo‘ladi. Nanomateryallarning atrof-muhitdagi o‘zgarishlarga munosabati haqidagi ma'lumotlar deyarli har qanday dastur uchun materiallarning fizik-kimyoviy xususiyatlari va xatti-harakatlarini bashorat qilish uchun kalit hisoblanadi. Sirtdan beri kristallitlar va don chegaralari orasidagi chegaralar nanomateriallarning xususiyatlarini aniqlashda asosiy rol o‘ynaydi. Materiallar xossalarining tashqi ta'sirlarga bog'liq bo‘lgan o‘zgarishi tabiatini tegishli tadqiqotlar nanomateriallar texnologiyasi uchun juda dolzarb va hal qiluvchi ahamiyatga ega. Metall va dielektriklarda sirt tuzilishi va xususiyatlarining elektr xossalarini aniqlashdagi hissasi unchalik ahamiyatli bo‘lmasa, yarimo‘tkazgichli materiallarda sirtning roli ayniqsa yaqqol namoyon bo‘ladi. Yupqa plyonkalarda, polikristallarda va yarim o‘tkazgich nanozarralarida elektr xossalari asosan sirt bilan aniqlanishi mumkin. Ko‘pgina oksidli materiallar, xususan, ZnO, SnO 2 , TiO 2 va boshqalar yarim o‘tkazgichlar bo‘lganligi sababli, ularning ko‘pgina xususiyatlari sirt holatiga bog'liq. II. ZnO NANOPLYONKALARNI SINTEZ QILISH USULLARI 34 ZnO nanoplyonkalarini sintez qilish usullari gaz-faza usuli, tuz usuli va atom qatlami usulini o‘z ichiga oladi. Gaz fazali usuli rux oksidi nanozarrachalarining hosil bo‘lishiga olib keladigan organik rux birikmalarining gazsimon muhitda termik parchalanishiga asoslangan. Tuz usuli dastlabki Rux tuzlarini organik yoki noorganik erituvchilarda tarqatishni o‘z ichiga oladi, shundan so‘ng ular asos bilan reaksiyaga kirishib, ZnO nanozarrachalarining cho‘kishiga olib keladi. Atom qatlami usuli erituvchidan atom qatlamini substrat yuzasiga kimyoviy yotqizishni o‘z ichiga oladi. Bu usullarning barchasi Rux oksidi nanozarrachalarini hosil qilishda o‘xshashdir. 2.1. Gaz fazali sintez usuli ZnO nanoplyonkalarini sintez qilishning gaz fazali usuli ma'lum harorat va bosimlarda gaz fazasida organik rux birikmalarini termal parchalanish orqali amalga oshiriladi, bu rux oksidi nanozarrachalarining hosil bo‘lishiga olib keladi. Bu usul sintez qilingan nanozarrachalarning yuqori tozaligi va jarayonni osonlik bilan kengaytirish qobiliyatining afzalliklariga ega. ZnO nanoplyonkalarini sintez qilishning gaz fazali usuli ham samarali va tejamkor jarayon bo‘lib, uning ishonchliligi ko‘plab tadqiqotlar bilan tasdiqlangan. Ushbu usul tufayli aniq o‘lcham va tuzilishga ega bo‘lgan Rux oksidi nanozarrachalarini olish mumkin, bu fan va ishlab chiqarishning turli sohalarida foydalanish uchun yangi istiqbollarni ochadi. Bundan tashqari, ZnO nanoplyonkalarini sintez qilishning gaz fazali usuli nanozarrachalarning kerakli xususiyatlariga qarab jarayonni sozlash imkoniyatini beradi, bu esa uni kerakli xususiyatlarga ega materiallarni olish uchun universal vositaga aylantiradi. 2.2. Tuzli sintez usuli ZnO nanoplyonkalarini sintez qilish uchun tuz usuli organik yoki noorganik erituvchilarda boshlang'ich Rux tuzlarini tarqatishni o‘z ichiga oladi, so‘ngra rux 35 oksidi nanozarrachalarining cho‘kishiga olib keladigan asos bilan reaksiyaga kirishadi. Ushbu usul soddaligi, shuningdek, sintez qilingan nanozarrachalarning o‘lchami va shaklini boshqarish qobiliyatining afzalliklariga ega. Shuni ta'kidlash kerakki, ZnO nanoplyonkalarini ushbu usul yordamida sintez qilish turli sohalarda, jumladan elektronika, optika, fotokatalitik faollashtirish va boshqa ko‘plab sohalarda keng qo‘llaniladi. Shu bilan birga, sintez usulini takomillashtirish va jarayonni optimallashtirish hozirgi tadqiqot yo‘nalishlari hisoblanadi. Masalan, hosil bo‘ladigan nanozarrachalarning xossalariga tuz konsentratsiyasi, harorat, reaksiya vaqti kabi turli omillarning ta’sirini o‘rganish muhim ahamiyatga ega. Bundan tashqari, sintez jarayonining samaradorligini oshirish uchun maxsus qo‘shimchalar yoki katalizatorlardan foydalanish ko‘rib chiqilishi mumkin. Bunday tadqiqotlar sintez sharoitlarini optimallashtirish va nanozarrachalarning kerakli xususiyatlariga erishish imkonini beradi. Bundan tashqari, ushbu usulning qiziqarli jihatlaridan biri bir xil o‘lchamli, yaxshilangan dispersiya va boshqariladigan tuzilishga ega bo‘lgan nanozarrachalarni olish uchun sintez parametrlarini o‘zgartirish qobiliyatidir. Nanozarrachalarning maksimal bir xilligi va o‘lchamlari barqarorligiga erishish uchun qo‘shimcha tadqiqotlar talab etiladi. Shuningdek, nanoplateletlar, Nanojinslar yoki nanomarvaridlar kabi nanozarrachalarning o‘ziga xos shakllari va morfologiyalarini olish imkoniyatiga ham e'tibor qaratish lozim. Nanozarrachalarning kerakli shakli va tuzilishini olish uchun optimal sintez parametrlarini aniqlash ZnO nanoplyonkalarini sintez qilish uchun tuz usulini ishlab chiqish va qo‘llashda muhim qadamdir. Umuman olganda, tuz sintezi usuli kerakli xususiyatlarga ega nanomateriallarni ishlab chiqarish uchun istiqbolli tadqiqot vositasidir. Biroq, ushbu usulni yanada kengaytirish va qo‘llash imkoniyatlari hali ham muhim ilmiy qiziqish uyg'otadi va qo‘shimcha o‘rganishni talab qiladi. Qo‘shimcha tadqiqotlar ushbu usulning ko‘lamini kengaytirishga va uning samaradorligini oshirishga yordam beradi. Materialshunoslik sohasidagi so‘nggi yutuqlarni hisobga olgan holda, tuz sintezi usulidan foydalanish innovatsion xususiyatlarga ega bo‘lgan yangi funktsional materiallarni ishlab chiqishda kalit bo‘lishi mumkin. 36 III. TAJRIBA METODIKASI 37 To qimachilik, lak-bo yoq, tsellyuloza, plastmassa, oziq-ovqat, kosmetikaʻ ʻ sanoati, shuningdek, qishloq xo jaligi va chorvachilikning rivojlanishi zararli ʻ kimyoviy organik bo yoqlarning daryolar va yer osti suvlariga tashlanishiga sabab ʻ bo ldi. ʻ Bu kimyoviy moddalar biologik parchalanmaydi va atrof-muhitni ifloslantiradi, suv havzalarining ekologik holatiga va inson salomatligiga zarar etkazadi . Shu munosabat bilan so‘nggi yillarda olimlar tomonidan olib borilgan izlanishlar oqava suvlardan organik bo‘yoqlardan tozalashning turli xavfsiz fizik- kimyoviy usullarini ishlab chiqishga qaratilgan. Ulardan biri fotokataliz bo‘lib, u ultrabinafsha nurlar yordamida kimyoviy reaksiya tezligini o‘zgartiradigan moddani faollashtiradi. TiO 2 , CuO, Cu 2 O, sof va qo‘shilgan ZnO, In 2 O 3 , Fe 2 O 3 va boshqalar kabi yarimo‘tkazgichlar. Shunday qilib, dolzarb vazifa oqava suvlarni ifloslantiruvchi moddalardan tozalashning arzon va ekologik toza usulini ishlab chiqishdan iborat. Nanostrukturali rux oksidi (ZnO) keng bo‘shliqli (3,37 eV) n-tipli yarimo‘tkazgich bo‘lib, yuqori qo‘zg'atuvchi bog'lanish energiyasiga (60 meV) ega bo‘lib, quyosh xujayralari va fotokatalizatorlar sifatida faol qo‘llaniladi. Gaz datchiklari , optoelektronik va fotonik qurilmalar. ZnO nanozarrachalarini sintez qilishning turli usullari mavjud, jumladan, cho‘ktirish ,piroliz ,gidrotermik va Zol- gel usullari , termal bug'lanish , mexanikokimyoviy va boshqalar. Bu ishda rux oksidi asosidagi fotokatalitik faol nanostrukturali materiallarni kimyoviy cho‘ktirish, zol-gel, past haroratli gidrotermik usullar, shuningdek, termik parchalanish yo‘li bilan sintez qilishning yuqori samarali, arzon, ekologik toza usullari ishlab chiqilgan. 3.1 Rux oksidini kimyoviy cho‘ktirish usuli ZnO nano kukunlari suvli eritmadan kimyoviy cho‘ktirishning arzon usuli bilan olingan. O‘sish eritmasida rux asetat dihidrat (CH 3 COO) 2 Zn × 2H 2 O va distillangan suvda erigan natriy gidroksid NaOH mavjud. Rux asetatning (ZnAc 2 ) konsentratsiyasi 0,1 M ni tashkil etdi. 38 Dastlab, tuz va gidroksidi suvda 30 daqiqa davomida alohida eritildi. Rux oksidi nanozarrachalarini (ZnO NPs) hosil qilish uchun rux asetat eritmasi bo‘lgan stakanga xona haroratidagi natriy gidroksid eritmasi tomchilab qo‘shildi, shundan so‘ng butun eritma xona haroratida 15 daqiqa davomida magnit aralashtirgichda yaxshilab aralashtirildi. Olingan cho‘kma distillangan suv bilan yaxshilab yuviladi, santrifüj orqali ajratiladi va keyin pechda 100 ° C da 12 soat davomida quritiladi. Olingan ZnO kukunlari mufel pechida 450 C haroratda bir soat davomida yakuniy tavlanishdanᵒ o‘tkazildi. Ishqor kontsentratsiyasi 0,14M dan 2M gacha o‘zgargan. 3.2-bo‘limda ZP20 (0,14M), ZP15 (0,27M), ZP19 (0,4M), ZP22 (0,53M), ZP26 (0,7M) va ZP23 turli ishqor kontsentratsiyasi bilan ushbu usul bilan sintez qilingan ZnO namunalarini o‘rganish natijalari keltirilgan. (1,06 million). 3.2 ZnO nanozarrachalarning sintezi Nanostrukturali rux oksidi qatlamlari kimyoviy cho‘ktirish orqali sintez qilingan. Dastlab, shisha tagliklar distillangan suv bilan yaxshilab tozalandi va yupqa ZnO urug 'qatlami (~ 1-10 nm) zol-gel usuli bilan substratlarga yotqizildi. Eritma 0,4 g rux asetatni (Zn(CH3COO) 2 ) 10 ml etil spirtida xona haroratida magnit aralashtirgichda yaxshilab aralashtirish orqali tayyorlandi. 2 soat davomida harorat. Zaminning tagliklar yuzasida bir xil taqsimlanishi gorizontal stolga o‘rnatilgan substratga bir necha tomchi eritma qo‘llash orqali erishildi, so‘ngra stolni ~ 2000 aylan/min tezlikda 5 daqiqa davomida aylantirdi. 110 ° C haroratda quritish va 450 ° C haroratda 60 daqiqa davomida mufel pechida yakuniy tavlanish substratning butun yuzasida bir xil murtaklik qatlamining shakllanishiga olib keldi. Sintez 90ºC haroratda qizdirilgan magnit aralashtirgichda 2 soat davomida bug 'hammomida shisha stakanda amalga oshirildi. 39 3.1-rasm - ZnO nanotayoqchalarini sintez qilish uchun bo‘lgan qurilma ZnO tayoqchalarining o‘sishi 75 mM rux nitrat Zn(NO 3 ) 2 × 6H 2 O (Sigma AQChrich) va distillangan suvda (18.2 sm) erigan 75 mM geksametilentetramin C 6 H 12 N 4 (HMTA, Sigma AQChrich) o‘z ichiga olgan ekvimolyar eritmada amalga oshirildi. Namunalar vertikalga nisbatan engil burchak ostida joylashgan bo‘lib, ularning old tomoni shisha devorlariga qaragan. Sintez tugagandan so‘ng, namunalar distillangan suv bilan yuviladi va keyin pechda 110-115 ° C haroratda quritiladi. Termik tavlanish kvars quvurli pechda 100 °C dan 450 °C gacha bo‘lgan harorat oralig'ida havodagi atmosfera bosimida amalga oshirildi. Vodorod atmosferasida plazma bilan ishlov berish (H-davolash) ichki diametri 30 mm bo‘lgan kvarts silindrsimon reaktorda amalga oshirildi. Vodorod plazmasi bilan ishlov berish jarayonida RF generator chastotasi, RF manba quvvati va tushirish bosimi mos ravishda 27,12 MGts, 15 Vt va 70 Pa da saqlanib qoldi. Plazma bilan ishlov berish xona haroratida substratni ataylab qizdirmasdan amalga oshirildi; shu bilan birga, vodorod plazmasi bilan ishlov berish jarayonida substrat harorati yuqori chastotali yutilish tufayli bir oz ~ 60 °C gacha ko‘tarildi. 40 Zn(NO 3 ) 2 va HMTA [55] o rtasida quyidagi kimyoviy o zgarishlar sodirʻ ʻ bo ladi degan taxmin mavjud: ʻ (CH 2 ) 6 N 4 + 6H 2 O ↔ 6HCHO + 4NH 3 (1) NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH - (2) 2OH - + Zn 2+ → ZnO+ H 2 O. (3) Sintez jarayonida gidroksid ionlari HMTA ning parchalanishi orqali hosil bo‘ladi va keyin Zn 2+ bilan reaksiyaga kirishadi va shu bilan murtaklar yuzasida yoki substratdagi murtak qatlamida ZnO Nanojinslarini hosil qiladi. Har bir namunalar guruhi uchun morfologiya, optik, strukturaviy, elektr, fotokatalitik xususiyatlar va fotoluminesans o‘rganildi. Natijalar va olingan ma'lumotlarning tahlili 3.3-bo‘limda keltirilgan. 3.3 ZnO ning termik parchalanishi usuli bilan sintez qilish ZnO (NPs) nanozarrachalarining sintezi rux asetat dihidrat (CH 3 COO) 2 Zn × 2H 2 O ni 400 °C va 700 °C haroratda atmosferada mufelli pechda termal parchalanish jarayonida amalga oshirildi, tavlanish muddati 2, 4, 6 edi. va 10 soat. Rux asetat keramik qopqoq bilan qoplangan sopol idishga solingan. Bunday holda, olingan ZnO NPs namunasining massasi rux asetat massasining (1/4 - 1/3) qismini tashkil etdi. [247] ga ko‘ra, asosiy vazn yo‘qotish aseton ((CH 3 ) 2 CO) va karbonat angidrid (CO 2 ) ning prekursor sifatida yonishi tufayli sodir bo‘ladi. ZnO hosil bo‘lish jarayonida sodir bo‘ladigan jarayonni quyidagi reaksiyalar bilan izohlash mumkin [247]: Zn(CH 3 COO) 2 + 2H 2 O→Zn(CH 3 COO) 2 + 2H 2 O↑, 4Zn(CH 3 COO)2 + 2H 2 O→ Zn 4 O(CH 3 COO) 6 + 2CH 3 COOH↑, (4) Zn 4 O(CH 3 COO) 6 + 3H 2 O →4ZnO + 6CH 3 COOH↑, Zn 4 O(CH 3 COO) 6 →4ZnO + 3CH 3 COCH 3 ↑+ 3CO 2 ↑. Ushbu usul yordamida namunalar 400°C haroratda sintez qilindi: №1 (tavlanish davomiyligi 2 soat), №2 tavlanish davomiyligi 4 soat), №3 (tavlanish davomiyligi 6 soat), №4 (tavlanish davomiyligi 10 soat), 700°C haroratda: №5 41 (tavlanish vaqti 2 soat), №6 (tavlanish vaqti 4 soat), №7 (tavlanish vaqti 6 soat), №8 (tavlanish vaqti 10 soat). Ushbu namunalarning xususiyatlarini o‘rganish natijalari 3.4-bo‘limda keltirilgan. 3.4 ZnO/CuO nanokompozitlarini kimyoviy cho‘ktirish orqali sintez qilish Nanostrukturali ZnO/CuO kompozitlari ikkita suvli o‘sish eritmalarida kimyoviy cho‘kma orqali sintez qilindi. Birinchi eritmada rux xlorid ZnCl 2 2,0 mM, mis sulfat CuSO 4 ×5H 2 O va 10,0 mmol NaOH bor edi. Sintez germetik yopilgan shisha idishda suv hammomida uch soat davomida 80 C (ZCP #1ᵒ namunasi), 75 C (ZCP#2 namunasi), 70 C (ZCP#3 namunasi), pH darajasi 11 ᵒ ᵒ haroratda amalga oshirildi. . Tajribalarning ikkinchi seriyasi uchun 20,0 mM konsentratsiyali rux xlorid ZnCl 2 , 0,1 dan 1 mM va 0,1 mM NaOH konsentratsiyasiga ega bo‘lgan mis sulfat CuSO 4 × 5H 2 O bo‘lgan suvli eritma ishlatilgan. Taqdim etilgan namunalarni sintez qilish uchun eritmalardagi mis sulfatning tarkibi: ZCP #5 - 1,0 mmol, ZCP #6 - 0,5 mmol, ZCP #7 - 0,1 mmol. Sintez yopiq shisha stakanda suv hammomida 3 soat davomida 70 C haroratda amalga oshirildi (2-rasm). ᵒ a - sintezning dastlabki bosqichi; b - yakuniy bosqich 3.2-rasm. ZnO/CuO namunalarini kimyoviy cho’ktirish uchun qo’rilma 42 Sintez oxirida olingan namunalar distillangan suv bilan yaxshilab yuviladi, so‘ngra sentrifugalash orqali dekanatsiya qilinadi va 12 soat davomida 125 ° C haroratda quritiladi. ZnO nanoplyonka sintezi. ZnO nanoplyonkaini turli usullar bilan sintez qilish mumkin, shu jumladan eritmalardan kimyoviy cho‘ktirish, fizik changitish, vakuumli changitish va boshqalar. Keng qo‘llaniladigan usullardan biri - bu plyonka qalinligi va tarkibi ustidan yuqori darajadagi nazoratni ta'minlaydigan atom qatlamini cho‘ktirish (AQCh). ZnO AQCH jarayoni odatda dietil Rux kabi organik rux prekursoridan va suv bug'i yoki kislorod kabi gazsimon yoki bug'li kislorod manbalaridan foydalanadi. Reaksiyalar substrat yuzasida past haroratlarda sodir bo‘ladi va Rux oksidining monomolekulyar qatlamlarini hosil qiladi. Quyidagi prekursorlar ishlatilgan: Rux asetat (Zn(CH 3 COOH) 2 ) (0,0216 M), polivinilpirolidon (PVP) (50 ml eritma uchun 0,05 g), natriy gidroksid (NaOH) (0,025 M, 0,0375 M, 0;05 M, 0). Distillangan suvga Rux asetat va PVP qo‘shildi. Olingan eritma magnit aralashtirgichga 10 daqiqa davomida joylashtirildi, u 70 ° C ga qadar qizdirildi. Eritmaga kerakli miqdorda NaOH qo‘shilgandan so‘ng, u 70 ° C haroratni saqlaydigan termostatga joylashtirildi, u erda sintez 30 daqiqa va 60 daqiqa davomida sodir bo‘ldi. NaOH qo‘shilganda darhol Zn (OH) 2 hosil bo‘lishiga olib keladi. Sintez jarayoni oxirida eritma xona haroratiga qadar sovutildi, so‘ngra cho‘kma zarralari yuvildi va xona haroratida quritildi. 0,02 g massali ZnO dan olingan materiallarning fotokimyoviy faolligini o‘rganish 100 ml distillangan suv va 10 ppm bo‘yoq konsentratsiyasida amalga oshirildi. Nurlanish tugagandan so‘ng, fotokatalizator bilan MO eritmasi magnit aralashtirgichga joylashtirildi va u erda 1 soat davomida qorong'i joyda aralashtiriladi. Keyinchalik, eritma ultrabinafsha nurlanishni ( l = 365 nm) chiqara boshladi. Nurlanishni boshlash uchun zarur bo‘lgan vaqtni hisobga olgan holda, 3 ml hajmdagi namunalar muntazam ravishda eritmadan olib tashlandi, 4000 aylanish tezligida 5 minut davomida santrifüj qilindi va kvarts kyuvetasiga joylashtirildi. Spektrlarni 43 yig'ish tartibini amalga oshirish uchun spektrofotometrdan foydalanildi, unga MO eritmasi bo‘lgan kyuveta joylashtirildi. ZnO nanoplyonkaning xususiyatlarini atom kuch mikroskopi yordamida o‘rganish. Atom kuch mikroskopi (AKM) materiallar yuzasini nano o‘lchamda tasvirlash uchun kuchli vositadir. Bu sirt morfologiyasini o‘rganish, qatlam qalinligini o‘lchash va yuqori fazoviy ruxsatga ega bo‘lgan materiallarning mexanik xususiyatlarini tahlil qilish imkonini beradi. ZnO nanoplyonkai AQCH yordamida sintez qilingandan so‘ng, uning xarakteristikalari atom kuchi mikroskopi yordamida o‘rganiladi. Natijada yuqori aniqlikdagi sirt tasvirlari, balandlik profillari, topografiya xaritalari va boshqa parametrlarni o‘z ichiga olgan ma'lumotlar to‘plami (1-rasm va 2-rasm). AKM ma'lumotlarini tahlil qilish asosida ZnO nanoplyonkaning quyidagi xususiyatlarini olish mumkin: Yuza morfologiyasi : Yuzaki tasvirlar nanostrukturalarning tarqalishini va plyonkaning morfologik xususiyatlarini, masalan, nanozarrachalarning o‘lchamlari va shakllarini ko‘rsatadi. Plyonka qalinligi: Balandlik profillari nanoplyonka qalinligini yuqori aniqlik bilan o‘lchash va uning bir xilligini aniqlash imkonini beradi. Mexanik xususiyatlarning tavsifi : AKM plyonkaning mexanik xususiyatlarini, masalan, qattiqlik va elastiklik kabi nanoindentatsiya yoki bükme orqali o‘rganish uchun ishlatilishi mumkin. ZnO nanoplyonkaning qo‘llanilishi . ZnO nanoplyonkai turli sohalarda, jumladan elektronika, optika, fotonika, sezish va katalizda ko‘plab potentsial ilovalarga ega. Uning noyob fizik-kimyoviy xossalari uni yangi qurilmalar va texnologiyalarni ishlab chiqish uchun istiqbolli materialga aylantiradi. Shunday qilib, ZnO nanoplyonkasini atom kuch mikroskopi yordamida sintez qilish va tavsiflash nanostrukturali materiallarga asoslangan yangi materiallar va texnologiyalarni ishlab chiqishda muhim bosqichdir. 44 3.5 Atom kuch mikroskopiyasi Atom kuchi mikroskopiyasi - bu zondning namunaning atom uchi bilan o‘zaro ta'siriga asoslangan yuqori aniqlikdagi namuna sirtini tekshirish usuli. Ushbu usul 1 nm ichida o‘lchamlari bilan sirt tasvirlarini olish imkonini beradi. Atom kuch mikroskopining ishlash printsipi zondning namuna bilan o‘zaro ta'sirini o‘lchash va bu o‘zaro ta'sirning doimiy kuchini saqlab turishdir, bu esa namuna yuzasi topografiyasini qayta tiklash imkonini beradi. 3.6 Atom kuch mikroskopining ishlash printsipi Atom kuch mikroskopining ishlash printsipi uchi atomlarning o‘lchamlari bo‘yicha joylashgan zonddan foydalanishga asoslangan. Prob namunaning sirtini skanerlaydi va zondga ta'sir qiluvchi kuchni o‘lchash orqali sirt bilan o‘zaro ta'sirni qayd etadi. Keyinchalik bu ma'lumotlar namuna topografiyasini yuqori aniqlikda vizualizatsiya qilish va tahlil qilish uchun tahlil qilinadi. Atom kuch mikroskopining ishlash printsipi o‘rganilayotgan namuna yuzasi va zond o‘rtasidagi kuchlarning o‘zaro ta'sirini qayd etishga asoslangan (1-rasm). Zond elastik konsolning (konsol) uchida joylashgan nano o‘lchamdagi uchi. Probga sirtdan kuch ta'sir qiladi, bu esa konsolning egilishiga olib keladi. Zond ostidagi namuna yuzasi topologiyasining o‘zgarishi zondga ta'sir qiluvchi kuchning o‘zgarishiga va shuning uchun konsolning egilishi miqdorining o‘zgarishiga olib keladi. Atom kuch mikroskopining ishlash printsipi o‘rganilayotgan namuna yuzasi va zond o‘rtasidagi kuchlarning o‘zaro ta'sirini qayd etishga asoslangan (1-rasm). Zond elastik konsolning (konsol) uchida joylashgan nano o‘lchamdagi uchi. Probga sirtdan kuch ta'sir qiladi, bu esa konsolning egilishiga olib keladi. Prob ostidagi namuna yuzasi topologiyasining o‘zgarishi zondga ta'sir qiluvchi kuchning o‘zgarishiga va shuning uchun konsolning egilishi miqdorining o‘zgarishiga olib keladi. 45 3.3-rasm. Atom kuch mikroskopining ishlashining umumiy diagrammasi Egilish kattaligini qayd qilib, sirt topografiyasining tasvirini olish mumkin. Van der Waals kuchlari - bu asosan zond va namuna o‘rtasidagi o‘zaro ta'sirni tasvirlash uchun ishlatiladigan qisqa masofali kuchlar [65]. Ular turli belgilarning tarkibiy qismlarini o‘z ichiga oladi va katta masofalarda jalb qilishni va kichik masofalarda itarishni ta'minlaydi. AFM ish rejimlari quyidagilardir : Atom kuch mikroskopining uchta ish rejimi mavjud: 1) kontaktli (inglizcha aloqa rejimi), 2) «yarim kontakt» (inglizcha yarim kontakt rejimi yoki teginish rejimi), 3) kontaktsiz rejim. 46 ZOND 3.4-rasm. Van-der-Vaals kuchi Fz ning z masofaga va atom kuch mikroskopining ish rejimlariga bog'liqligi. Van der Vaals kuchlari harakat qiladigan masofalar bir necha nanometrgacha (2-rasm). Van der Vaals kuchlarining Kazimir kuchlarigacha bo‘lgan butun spektri 1961 yilda Dzyaloshinskiy, Lifshits va Pitaevskiy tomonidan taklif qilingan nazariy modelda tasvirlangan [66]. 47 IV. AMALIYOT QISMI 4.1. Tadqiqot obyektlari va usullari Tadqiqotning eksperimental qismida ZnO nanoplyonkalarini olish uchun qo‘llaniladigan usullarning batafsil tavsiflari, shuningdek, ushbu materialning sintezi amalga oshirilgan eksperimental parametrlar va shartlar mavjud. Muayyan reagentlar va harorat sharoitlari yordamida amalga oshirilgan maxsus sintez usuli tanlandi. ZnO nanoplyonkalarining fizik-kimyoviy xususiyatlarini o‘rganish uchun atom kuchi mikroskopiyasi o‘tkazildi. Atom kuch mikroskopining natijalari ushbu tadqiqot usulining xususiyatlari va texnik xususiyatlarini ko‘rsatdi. Bu ishda ZnO nanoplyonkalarning tuzilishi va shakli aniqlanadi, ularning fizik-kimyoviy xossalari baholanadi. Olingan natijalar tegishli va fotovoltaik qurilmalar, quyosh batareyalari va boshqalar kabi turli xil ilovalarda qo‘llanilishi mumkin. Umuman olganda, tadqiqot ZnO nanoplyonkalarining xususiyatlari va imkoniyatlarini chuqurroq tushunishga olib keladi va fan va texnologiyaning turli sohalarida nanotexnologiyani rivojlantirishga yordam beradi. 4.2. ZnO nanoplyonka sintezi ZnO nanoplyonkaini sintez qilish uchun oldingi bo‘limlarda tasvirlangan usullardan biri tanlangan. Ushbu bo‘limda reagentlar va uskunalarni tayyorlashdan boshlab, sintez jarayonining o‘zi va hosil bo‘lgan nanoplyonka sifatini nazorat qilishgacha bo‘lgan sintez jarayonining batafsil tavsifi mavjud. Nanoplyonkaning sintez sharoitlari va olingan xususiyatlarini batafsil tavsiflash ham muhim jihatdir. ZnO nanoplyonka sintezi jarayoni turli xil texnik va ilmiy ilovalar uchun kerakli xususiyatlarga ega bo‘lgan materiallarni olishning asosiy bosqichidir. Ushbu bo‘lim nanotexnologiya va materialshunoslik sohasidagi mutaxassislar uchun foydali bo‘lgan tadqiqot natijalarini taqdim etadi. Ushbu bo‘lim, shuningdek, ushbu sohadagi potentsial kelajakdagi tadqiqot yo‘nalishlarini, shuningdek, ZnO 48 nanoplyonkaini sintez qilish va uni turli sohalarda qo‘llash jarayonida yuzaga kelishi mumkin bo‘lgan muammolarni muhokama qilishni o‘z ichiga oladi. ZnO ALD jarayoni odatda dietil rux kabi organik rux prekursoridan va suv bug'i yoki kislorod kabi gazsimon yoki bug'li kislorod manbalaridan foydalanadi. Reaksiyalar substrat yuzasida past haroratlarda sodir bo‘ladi va rux oksidining monomolekulyar qatlamlarini hosil qiladi. Quyidagi prekursorlar ishlatilgan: rux asetat (Zn(CH 3 COOH) 2) (0,0216 M), polivinilpirolidon (PVP) (50 ml eritma uchun 0,05 g), natriy gidroksid (NaOH) (0,025 M, 0,0375 M, 0;05 M). Distillangan suvga rux asetat va PVP qo‘shildi. Olingan eritma magnit aralashtirgichga 10 daqiqa davomida joylashtirildi, u 70 ° C ga qadar isitiladi. Eritmaga kerakli miqdordagi NaOH qo‘shilgandan so‘ng, u 70 ° C haroratni saqlaydigan termostatga joylashtirildi, u erda sintez 30 daqiqa va 60 daqiqa davomida sodir bo‘ldi. NaOH qo‘shilganda darhol Zn(OH) 2 hosil bo‘lishiga olib keladi. Sintez jarayoni oxirida eritma xona haroratiga qadar sovutildi, so‘ngra cho‘kma zarralari yuvildi va xona haroratida quritildi. 0,02 g massali ZnO dan olingan materiallarning fotokimyoviy faolligini o‘rganish 100 ml distillangan suv va 10 ppm bo‘yoq konsentratsiyasida amalga oshirildi. Nurlangandan so‘ng, fotokatalizator bilan MO eritmasi magnit aralashtirgichga qo‘yilib, u erda 1 soat davomida qorong'i joyda aralashtiriladi. Keyinchalik, eritma ultrabinafsha nurlanishni ( l = 365 nm) chiqara boshladi. Nurlanishni boshlash uchun zarur bo‘lgan vaqtni hisobga olgan holda, 3 ml hajmdagi namunalar muntazam ravishda eritmadan olib tashlandi, 4000 aylanish tezligida 5 minut davomida santrifüj qilindi va kvarts kyuvetasiga joylashtirildi. Spektrlarni yig'ish tartibini amalga oshirish uchun spektrofotometrdan foydalanildi, unga MO eritmasi bo‘lgan kyuveta joylashtirildi. 49 4.2 ZnO nanoplyonkaning xususiyatlarini atom kuch mikroskopi yordamida o‘rganish Atom kuch mikroskopi (AFM) materiallar yuzasini nano o‘lchamda tasvirlash uchun kuchli vositadir. Bu sirt morfologiyasini o‘rganish, qatlam qalinligini o‘lchash va yuqori fazoviy ruxsatga ega bo‘lgan materiallarning mexanik xususiyatlarini tahlil qilish imkonini beradi. ZnO nanoplyonkai ALD yordamida sintez qilingandan so‘ng, uning xarakteristikalari atom kuchi mikroskopi yordamida o‘rganiladi. Natijada yuqori aniqlikdagi sirt tasvirlari, balandlik profillari, topografiya xaritalari va boshqa parametrlarni o‘z ichiga olgan ma'lumotlar to‘plami (1-rasm va 2-rasm). 4.1-rasm. ZnO nanoplyonkaning AFM tasviri 4.2-rasm. AFM ZnO nanoplyonkaning o‘zgartirilgan tasviri AFM ma'lumotlarini tahlil qilish asosida ZnO nanoplyonkaning quyidagi xususiyatlarini olish mumkin: Yuzai morfologiyasi : Yuzaki tasvirlar nanostrukturalarning tarqalishini va plyonkaning morfologik xususiyatlarini, masalan, nanozarrachalarning o‘lchamlari va shakllarini ko‘rsatadi. Plyonka qalinligi : Balandlik profillari nanoplyonka qalinligini yuqori aniqlik bilan o‘lchash va uning bir xilligini aniqlash imkonini beradi. 50 Mexanik xususiyatlarning tavsifi : AFM plyonkaning mexanik xususiyatlarini, masalan, qattiqlik va elastiklik kabi nanoindentsiya yoki bükme orqali o‘rganish uchun ishlatilishi mumkin. ZnO nanoplyonkaning qo‘llanilishi . ZnO nanoplyonkai turli sohalarda, jumladan elektronika, optika, fotonika, sezish va katalizda ko‘plab potentsial ilovalarga ega. Uning noyob fizikaviy va kimyoviy xossalari uni yangi qurilmalar va texnologiyalarni ishlab chiqish uchun istiqbolli materialga aylantiradi. 4.3 ZnO nanoplyonkaning kimyoviy va fizik xossalari ZnO nanoplyonkalarining kimyoviy va fizik xususiyatlari ularning xatti- harakatlari va mumkin bo‘lgan qo‘llanilishini aniqlaydigan noyob xususiyatlarni ifodalaydi. Bu xususiyatlar materialning tuzilishi va tarkibi, uning optik xususiyatlari, shuningdek, o‘tkazuvchanlik, magnit xususiyatlar va mexanik kuch kabi bir qator boshqa parametrlarni o‘z ichiga oladi. 4.4 ZnO nanoplyonkalarning tuzilishi va tarkibi ZnO nanoplyonkalarining tuzilishi va tarkibi ushbu materialni o‘rganishning muhim jihatlari hisoblanadi. Ular atomik qadoqlash, kristall panjara o‘sishi, aralashmalar va tuzilishdagi nuqsonlar haqida ma'lumotni o‘z ichiga oladi. ZnO nanoplyonkalarining tuzilishi va tarkibini tahlil qilish ularning fizik va kimyoviy xossalarini yaxshiroq tushunishga imkon beradi, bu esa keyingi tadqiqotlar va amaliy qo‘llash uchun katta ahamiyatga ega. 4.5 ZnO ning optik xossalari ZnO ning optik xususiyatlari shaffoflik, yutilish, lyuminesans va lazer xususiyatlari kabi spektral xususiyatlarni o‘z ichiga oladi. ZnO ning optik xususiyatlarini o‘rganish uning optik va elektron qurilmalarda, shu jumladan 51 sensorlar, LEDlar va quyosh batareyalarida potentsial qo‘llanilishini aniqlash, shuningdek, yangi sintez va qayta ishlash usullarini ishlab chiqish imkonini beradi. 4.6 Atom kuch mikroskopiya usullari yordamida fizik-kimyoviy xossalarni o‘rganish ZnO nanoplyonkaining fizik-kimyoviy xususiyatlarini tekshirish uchun atom kuchi mikroskopiyasidan foydalanilgan va bu bo‘lim namunalarni tahlil qilishda qo‘llaniladigan usullar va usullarning batafsil tavsifiga bag'ishlangan. Prob turini tanlash, zond-namunaning o‘zaro ta'siri parametrlari, shuningdek, olingan natijalar va ma'lumotlarni sharhlash tavsiflanadi. Muhim nuqta - tadqiqot kontekstida usulning texnik xususiyatlari va cheklovlarini tushuntirishdir. Atom kuch mikroskopiyasi (AFM) ZnO nanoplyonkaning fizik-kimyoviy xususiyatlarini aniqlash uchun yuqori aniqlikdagi qayd qilish tizimidan foydalangan. Ushbu bo‘limda biz tanlangan zond turi va uning shakli, o‘lchamlari va materiali kabi xususiyatlarining batafsil tavsifini beramiz. Bundan tashqari, prob-namunaning o‘zaro ta'siri parametrlari, jumladan, ularning oralig'i, skanerlash tezligi va o‘zaro ta'sir kuchi hisobga olinadi. Olingan natijalar ZnO nanoplyonka shaklini, uning topografik xususiyatlarini, sirtni qayta qurish va kimyoviy tarkibini tahlil qilishni o‘z ichiga olgan ma'lumotlarning batafsil talqini bilan birga keladi. Shuningdek, biz ushbu natijalarning ahamiyatini va ularning materialning fizik-kimyoviy xususiyatlari bilan bog'liqligini muhokama qilamiz. Shuni ta'kidlash kerakki, atom kuchi mikroskopining texnik cheklovlari mavjud. Bularga zond va namuna o‘lchamlari bilan bog'liq ruxsat cheklovlari, shuningdek, olingan ma'lumotlarga turli xil shovqin va artefaktlarning ta'siri kiradi. Ushbu bo‘limda biz ushbu cheklovlarni va ularning tadqiqotning aniqligi va ishonchliligiga ta'sirini batafsil ko‘rib chiqamiz. Shunday qilib, ushbu bo‘limda biz ZnO nanoplyonkaning fizik- kimyoviy xususiyatlarini o‘rganish uchun ishlatiladigan atom kuchi mikroskopiya usullari va usullari haqida batafsil va batafsil ma'lumot berdik. Bu tadqiqot va 52 uning natijalarini chuqurroq tushunish, shuningdek, ma'lumotlarni sharhlashda uning texnik cheklovlarini hisobga olish imkonini beradi. V. Natijalar va ularning muhokamasi ZnO nanoplyonkalari sintez qilingandan so‘ng quyidagi xarakteristikalar olingan: zarrachalar hajmi 20 dan 50 nm gacha, plyonkalarning tuzilishi bir hil va yuqori zichlikka ega va tarkibi ZnO ning stexiometrik nisbatiga mos keladi. Optik xususiyatlarni o‘rganish shuni ko‘rsatdiki, hosil bo‘lgan nanoplyonkalar keng shaffof oynaga, yuqori sindirish kuchiga va yorug'likni mukammal aks ettiruvchi xususiyatlarga ega bo‘lib, ularni turli sohalarda qo‘llash uchun yangi imkoniyatlar ochadi. Bu natijalar Sintez qilingan ZnO nanoplyonkalarining eng yuqori sifatini ko‘rsatadi, bu esa uni turli sohalarda, jumladan elektronika, optika, kataliz va sanoat va fanning boshqa ko‘plab sohalarida qo‘llash istiqbollarini ochadi. Olingan ma'lumotlar ushbu materialning ilmiy va sanoat ilovalaridagi potentsial ahamiyatini ko‘rsatadi, uning ko‘plab sohalarda yuqori samaradorligi va istiqbollarini tasdiqlaydi. Olingan natijalar, shuningdek, ZnO nanoplyonkalari keng ko‘lamli qo‘llanilishi, shu jumladan nanoelektronika va kelajak texnologiyalarida foydalanish uchun yuqori sifatli materiallarning yangi avlodini ishlab chiqarish uchun ishonchli va samarali material ekanligi haqida xulosa qilish imkonini beradi. ZnO atom qavatini cho‘ktirish (ALD) jarayoni odatda dietil rux kabi organik rux prekursoridan va suv bug'i yoki kislorod kabi gazsimon yoki bug'li kislorod manbalaridan foydalanadi. Reaksiyalar substrat yuzasida past haroratlarda sodir bo‘ladi va rux oksidining monomolekulyar qatlamlarini hosil qiladi. Quyidagi prekursorlar ishlatilgan: rux asetat (Zn(CH 3 COOH) 2 ) (0,0216 M), polivinilpirolidon (PVP) (50 ml eritma uchun 0,05 g), natriy gidroksid (NaOH) (0,025 M, 0,0375 M, 0;05 M). Distillangan suvga rux asetat va PVP qo‘shildi. Olingan eritma magnit aralashtirgichga 10 daqiqa davomida joylashtirildi, u 70 ° C ga qadar isitiladi. Eritmaga kerakli miqdordagi NaOH qo‘shilgandan so‘ng, u 70 ° C haroratni saqlaydigan termostatga joylashtirildi, u erda sintez 30 daqiqa va 60 53 daqiqa davomida sodir bo‘ldi. NaOH qo‘shilganda darhol Zn(OH) 2 hosil bo‘lishiga olib keladi. Sintez jarayoni oxirida eritma xona haroratiga qadar sovutildi, so‘ngra cho‘kma zarralari yuvildi va xona haroratida quritildi. 0,02 g massali ZnO dan olingan materiallarning fotokimyoviy faolligini o‘rganish 100 ml distillangan suv va 10 ppm bo‘yoq konsentratsiyasida amalga oshirildi. Nurlangandan so‘ng, fotokatalizator bilan MO eritmasi magnit aralashtirgichga qo‘yilib, u erda 1 soat davomida qorong'i joyda aralashtiriladi. Keyinchalik, eritma ultrabinafsha nurlanishni ( l = 365 nm) chiqara boshladi. Nurlanishni boshlash uchun zarur bo‘lgan vaqtni hisobga olgan holda, 3 ml hajmdagi namunalar muntazam ravishda eritmadan olib tashlandi, 4000 aylanish tezligida 5 minut davomida santrifuga qilindi va kvarts kyuvetasiga joylashtirildi. Spektrlarni yig'ish tartibini amalga oshirish uchun spektrofotometrdan foydalanildi, unga MO eritmasi bo‘lgan kyuveta joylashtirildi. 5.1 ZnO nanoplyonkaning xususiyatlarini atom kuch mikroskopi yordamida o‘rganish Atom kuch mikroskopi (AFM) materiallar yuzasini nano o‘lchamda tasvirlash uchun kuchli vositadir. Bu sirt morfologiyasini o‘rganish, qatlam qalinligini o‘lchash va yuqori fazoviy ruxsatga ega bo‘lgan materiallarning mexanik xususiyatlarini tahlil qilish imkonini beradi. ZnO nanoplyonkai ALD yordamida sintez qilingandan so‘ng, uning xarakteristikalari atom kuchi mikroskopi yordamida o‘rganiladi. Natijada yuqori aniqlikdagi sirt tasvirlari, balandlik profillari, topografiya xaritalari va boshqa parametrlarni o‘z ichiga olgan ma'lumotlar to‘plami (1-rasm va 2-rasm). AFM ma'lumotlarini tahlil qilish asosida ZnO nanoplyonkaning quyidagi xususiyatlarini olish mumkin: Yuza morfologiya : Yuzaki tasvirlar nanostrukturalarning tarqalishini va plyonkaning morfologik xususiyatlarini, masalan, nanozarrachalarning o‘lchamlari va shakllarini ko‘rsatadi. Plyonka qalinligi : Balandlik profillari nanoplyonka qalinligini yuqori aniqlik bilan o‘lchash va uning bir xilligini aniqlash imkonini beradi. Mexanik xususiyatlarning tavsifi : AFM plyonkaning mexanik xususiyatlarini, masalan, qattiqlik va elastiklik kabi nanoindentsiya yoki byukme orqali o‘rganish uchun ishlatilishi mumkin. ZnO nanoplyonkaning qo‘llanilishi . ZnO nanoplyonkai turli sohalarda, jumladan elektronika, optika, fotonika, sezish va katalizda ko‘plab potentsial 54 ilovalarga ega. Uning noyob fizikaviy va kimyoviy xossalari uni yangi qurilmalar va texnologiyalarni ishlab chiqish uchun istiqbolli materialga aylantiradi. 5.2 Sintez qilingan ZnO nanoplyonkalarning xususiyatlari Sintez qilingan ZnO nanoplyonkalari o‘lchamlari 20 dan 50 nm gacha bo‘lgan zarrachalar bilan barqaror tuzilishga ega bo‘lib, atom kuch mikroskopida tahlil qilish bilan tasdiqlangan. Kimyoviy tahlil ZnO ning stoxiometrik nisbatini ham tasdiqladi. Plyonkalarning optik xususiyatlari ularning yuqori shaffoflik va aks ettiruvchi xususiyatlarga ega ekanligini ko‘rsatdi, bu ularni quyosh batareyalari, displeylar va boshqa qurilmalarda foydalanish uchun istiqbolli qiladi. Ushbu nanoplyonkalar quyosh batareyalarining samaradorligi va ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshilaydigan innovatsion materialdir. Bundan tashqari, ular displeylar va optoelektronika sohasida yangi istiqbollarni ochadigan yorug'lik uzatishni boshqarish qobiliyatiga ega. Noyob xususiyatlari tufayli bu nanoplyonkalar qayta tiklanadigan energiya va elektronika sohasidagi kelajakdagi texnologiyalarning asosiy komponentiga aylanishi mumkin. Ushbu sohada tadqiqotlar davom etmoqda va yangi kashfiyotlar ushbu nanoplyonkalarning xususiyatlarini va qo‘llanilishini yanada yaxshilashi kutilmoqda. Olimlar guruhi zarrachalar hajmini oshiradigan va ushbu plyonkalarning yanada yaxshi ishlashiga erishadigan yangi sintez usullarini ishlab chiqish ustida ishlamoqda. Ushbu nanoplyonkalarning kelajagi juda istiqbolli ko‘rinadi va ilmiy va texnologik sohada innovatsiyalar va taraqqiyot uchun imkoniyatlar bilan to‘la. Ushbu sohada hal qilinmagan ko‘plab savollar mavjud, shuning uchun ushbu istiqbolli materialni tadqiq qilish va ishlab chiqishni davom ettirish kerak. Ushbu nanoplyonkalarning jamiyat uchun keng istiqbollari va innovatsion imkoniyatlarini ko‘rish uchun turli sanoat va ilmiy sohalardagi salohiyatini baholash muhimdir. 5.3 Atom kuch mikroskopi ma'lumotlarini talqin qilish 55 Atom kuch mikroskopiyasi yordamida olingan ma’lumotlar zarracha o‘lchamlari 20 dan 50 nm gacha bo‘lgan. Sintez qilingan ZnO nanoplyonkalarining bir hil tuzilishini ko‘rsatdi. Prob va namuna o‘rtasidagi o‘zaro ta’sir plyonkalar tuzilishida nuqsonlar va anomaliyalar yo‘qligini tasdiqladi. Shunday qilib, atom kuchi mikroskopiyasi sintez qilingan nanoplyonkalarning yuqori sifatini va ularning turli xil ilovalar uchun potentsialini tasdiqladi. Plyonka strukturasining batafsil tavsiflarini tahlil qilish materialning mikro va nano o‘lchamdagi xususiyatlarini aniqlash imkonini berdi. Eksperimental ma’lumotlar plyonka ichida ZnO zarralarining bir xil taqsimlanishini va hech qanday morfologik o‘zgarishlarning yo‘qligini ko‘rsatadi. Bu sintez qilingan nanoplyonkalarning yuqori darajada barqarorligi va kristalligidan dalolat beradi. Bundan tashqari, prob va namuna o‘rtasidagi o‘zaro ta’sir tahlili materialning strukturaviy xususiyatlariga ta’sir qilishi mumkin bo‘lgan nuqsonlar va anomaliyalarning yo‘qligini aniqladi. Shunday qilib, sintez qilingan ZnO nanoplyonkalarining yuqori sifati haqida ishonch bilan aytishimiz mumkin. Shuni ta’kidlash kerakki, atom kuchi mikroskopiyasi ma’lumotlari molekulyar darajadagi materialning fizik va kimyoviy xossalari haqida ma’lumot beradi. Bu uni elektronika, kataliz va quyosh batareyalari kabi keng ko‘lamli ilovalar uchun potentsial qimmatli qiladi. Taqdim etilgan ZnO nanoplyonkalari noyob strukturaviy va optik xususiyatlari tufayli bunday ilovalarda foydalanish uchun katta imkoniyatlarga ega. Xulosa qilib aytganda, atom-kuch mikroskopiyasi natijalari sintez qilingan ZnO nanoplyonkalarining yuqori sifatini tasdiqlaydi va ularni turli texnologiyalarda qo‘llash uchun yangi istiqbollarni ochadi. Bizning tadqiqotimiz nanomateriallarni o‘rganish va ularni innovatsion texnologiyalarda qo‘llashda atom kuchi mikroskopining imkoniyatlarini ko‘rsatadi. 5.3 Tadqiqot natijalari 56 Tadqiqot natijasida sintez qilingan ZnO nanoplyonkalari olindi. Ularning fizik-kimyoviy xossalari atom-kuch mikroskopi yordamida o‘rganildi. Olingan ma'lumotlar sintez qilingan nanoplyonkalar ma'lum bir tuzilishga va optik xususiyatlarga ega degan xulosaga kelishimizga imkon beradi. Xususan, ZnO nanoplyonkalari ma'lum kristalli tuzilishga ega bo‘lib, spektrning ko‘rinadigan diapazonida optik faollikni ham namoyon etishi aniqlandi. Shunday qilib, tadqiqot ZnO nanoplyonkalarini muvaffaqiyatli sintez qilish imkoniyatini tasdiqlaydi va ushbu materiallarni keyingi o‘rganish va qo‘llash uchun asos yaratadi. Tajriba, shuningdek, ushbu sohadagi yangi tadqiqotlarning boshlanishi bo‘ladi va Sintez qilingan ZnO nanoplyonkalari asosida yangi texnologiyalarni ishlab chiqish uchun boshlang'ich nuqta bo‘lib xizmat qilishi mumkin. XULOSALAR 57 1. ZnO nanoplyonkasi sintezi, uning fizik-kimyoviy xarakteristikalari va atom kuch mikroskop usulida tahlili bo`yicha ma`lumotlar to`plangan va umumlashtirilgan. 2. R ux oksidi (ZnO) nanoplyonkasi sintez qilindi va uning fizik-kimyoviy xossalari atom kuchi mikroskopiyasi yordamida o‘rganildi. 3. Olingan ma'lumotlar sintez jarayonlarini optimallashtirish, material xossalarni tushunish va fan va texnologiyaning turli sohalarida yangi metodikarni ishlab chiqish uchun ishlatilishi mumkin. V. ADABIYOTLAR 58 1. O ‘ zbekiston Respublikasi Prezidentining qarori , 12.08.2020 yildagi PQ - 4805- son “ Kimyo va biologiya yo ‘ nalishlarida uzluksiz ta ’ lim sifatini va ilm - fan natijadorligini oshirish chora - tadbirlari to ‘ g ‘ risida ” 2. Эркин ва фаровон, демократик Ўзбекистон давлатини биргаликда барпо этамиз. Ўзбекистон Республикаси Президенти лавозимига киришиш тантанали маросимига бағишланган Олий Мажлис палаталарининг қўшма мажлисидаги нутқ/Ш.М.Мирзиёев.-Тошкент: “Ўзбекистон”, 2016.-56 б. 3. Chaves A., Azadani J. G., Alsalman H., da Costa D. R., Frisend R., Chaves A. J., Low T. Bandgap engineering of two-dimensional semiconductor materials. // Npj 2D Materials and Applications. – 2020. – V. 4, №1. – P. 1-21. 4. Joyce H. J., Boland J. L., Davies C. L., Baig S. A., Johnston M. B. A review of the electrical properties of semiconductor nanowires: insights gained from terahertz conductivity spectroscopy // Semiconductor Science and Technology. – 2016. – V. 31, №10. – P.103003. 5. Fujita S. Wide-bandgap semiconductor materials: For their full bloom // Japanese Journal of Applied Physics. - 2015. – V. 54, №3. – P. 1-3 6. Chambers S. A., Chrysler M., Ngai J. H., Lee T.-L., Gabel J., Matthews B. E., Spurgeon S. R., Bowden M. E., Zhu Z., Sushko P. V. Mapping hidden space- charge distributions across crystalline metal oxide/group IV semiconductor interfaces // Physical Review Materials. – 2022. – V. 6, №1. – P. 1-6. 7. Saruhan B, Lontio Fomekong R and Nahirniak S. Review: Influences of Semiconductor Metal Oxide Properties on Gas Sensing Characteristics // Front. Sens. – 2021. – V. 2. – P. 657931. 8. Aspoukeh P. K., Barzinjy A. A., Hamad S. M. Synthesis, properties and uses of ZnO Nanojinss: a mini review // International Nano Letters. – 2021. – Р. 1-7. 9. Ayoub I., Kumar V., Abolhassani R., Sehgal R., Sharma V., Sehgal R., Swart H., Mishra Y. Advances in ZnO: Manipulation of defects for enhancing their 114 technological potentials // Nanotechnology Reviews. – 2022. – V. 11, №1. – P. 575-619. 10. Borysiewicz M. A. ZnO as a Functional Material, a Review. // Crystals. - 2019. – V.9, №10. – 505 р. 11. Parihar V., Raja M., Paulose R. A Brief Review of Structural, Electrical and Electrochemical Properties of Zinc Oxide Nanoparticles. // Reviews on advanced materials science. – 2018. – V. 53, №2. – P. 119 – 130. 12. Demissie M. G., Sabir F. K., Edossa G. D., Gonfa B. A., Gawdzik B. Synthesis of Zinc Oxide Nanoparticles Using Leaf Extract of Lippia 59 adoensis (Koseret) and Evaluation of Its Antibacterial Activity // Journal of Chemistry. – 2020. – P. 1 – 9. 13. Zhang C., Tu Q., Francis L.F., Kortshagen U.R. Band Gap Tuning of Plyonkas of Undoped ZnO Nanocrystals by Removal of Surface Groups // Nanomaterials. – 2022. – V. 12. – P. 565. 14. Wen B., Sader J. E., Boland J. J. Mechanical Properties of ZnO Nanowires // Physical Review Letters. – 2008. – V. 101, №17. – P. 175502. 15. Chen C., Shi Y., Zhang Y., Zhu J., Yan Y. Size Dependence of Young’s Modulus in ZnO Nanowires // Phys. Rev Lett. – 2006. – V. 96, №7. – P. 75505. 16. Gayen R. N., Paul R. Phosphorous doping in vertically aligned ZnO Nanojinss grown by wet-chemical method // Nano-Structures & Nano-Objects. – 2018. – V. 13. – Р.163–169. 17. Parihar V., Raja M., Paulose R. A Brief Review of Structural, Electrical and Electrochemical Properties of Zinc Oxide Nanoparticles // Reviews on advanced materials science. – 2018. – V. 53, №2. – Р. 119 –130. 18. Chu D., Li S. Growth and Electrical Properties of Doped ZnO by Electrochemical Deposition // New Journal of Glass and Ceramics. – 2012. – V.2, №1. - Р. 13 – 16. 115 19. Madhuri K. P., Bramhaiah K., John N. S. Nanoscale photocurrent distribution in ultra-thin plyonkas of zinc oxide nanoparticles and their hybrid with reduced graphene oxide // Materials Research Express. – 2016. – V.3, №3. – P. 1 - 10. 20. Rauwel P., Salumaa M., Aasna A., Galeckas A., Rauwel E. A Review of the Synthesis and Photoluminescence Properties of Hybrid ZnO and Carbon Nanomaterials // Journal of Nanomaterials. – 2016. – V. 2016. – Р. 1 – 12. 21. El Hichou A., Addou M., Ebothé J., Troyon M. Influence of deposition temperature (Ts), air flow rate (f) and precursors on cathodoluminescence roperties of ZnO thin plyonkas prepared by spray pyrolysis // Journal of Luminescence. – 2005. – V. 113, № 3. – Р. 183 – 190. 22. Nadupalli S., Repp S., Weber S., Erdem E. About defect phenomena in ZnO nanocrystals // Nanoscale. – 2021. – V. 13, №20. – Р. 9160 – 9171. 23. Meyer J., Görrn P., Hamwi S., Johannes H.H., Riedl T., Kowalsky W. Indium-free transparent organic light emitting diodes with Al doped ZnO electrodes grown by atomic layer and pulsed laser deposition // Appl. Phys. Lett. – 2008. – V. 93, №7. – P.1 – 4. 24. Mullani S. B., Dhodamani A. G., Shellikeri A., Mullani N. B., Tawade A. K., Tayade Sh. N., Biscay J., Dennany L., Delekar S. D. Structural refinement and electrochemical properties of one dimensional (ZnO NRs) functional hybrids for serotonin sensing studies // Scientific Reports. – 2020. – V. 10, №1. – P. 15955. 60 25. Mohamad Sukr S. N. A., Shameli K., Mohamed Isa E. D., Ismail N. A. Green Synthesis of Zinc Oxide-Based Nanomaterials for Photocatalytic Studies: A Mini Review // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2021. – V. 1051, №1. – P. 012083. 116 26. Bharat T.C., Mondal S., Gupta H. S., Singh P.K., Das A.K. Synthesis of Doped Zinc Oxide Nanoparticles: A Review // Materials Today: Proceedings. – 2019. – V. 11, №2. – Р.767 – 775. 27. Cho S., Optical and electrical properties of CuO thin plyonkas deposited at several growth temperatures by reactive RF magnetron sputtering // Metals and Materials International. – 2013. – V. 19, №6. – Р. 1327 – 1331. 28. Primo J. O., Bittencourt C., Acosta S., Sierra-Castillo A., Colomer J., Jaerger S., Teixeira V. C., Anaissi F. J. Synthesis of Zinc Oxide Nanoparticles by Ecofriendly Routes: Adsorbent for Copper Removal From Wastewater // Frontiers in Chemistry. -2020. – V.8. – P. 571790. 29. Elen K., Kelchtermans A., Van den Rul H., Peeters R., Mullens J., Hardy A., Van Bael M. K. Comparison of Two Novel Solution-Based Routes for the Synthesis of Equiaxed ZnO Nanoparticles // Journal of Nanomaterials. – 2011. – Р. 1 – 6. 30. Hasnidawani J. N., Azlina H. N., Norita H., Bonnia N. N., Ratim S., Ali E. S. Synthesis of ZnO Nanostructures Using Zol-gel Method // Procedia Chemistry. - 2016. – V.19. – Р.211 – 216. 31. Savi B.M., Rodrigues L., Uggioni E., Bernardin A.M. Synthesis of ZnO nanoparticles by Zol-gel processing Grupo de Materiais // Associacao Brasileira de Ceramica. – 2011. – Р. 683 - 693. 32. Das B., Patra S. Antimicrobials: Meeting the Challenges of Antibiotic Resistance Through Nanotechnology // Nanostructures for Antimicrobial Therapy. - 2017. – V.1. – Р. 1 – 22. 33. Lu J., Ng K. M., Yang S. Efficient, One-Step Mechanochemical Process for the Synthesis of ZnO Nanoparticles // Industrial & Engineering Chemistry Research. -2008. – V. 47, №4. – Р. 1095 – 1101. 34. Tayebee R., Javadi F., Argi G. Easy single-step preparation of ZnO nano- particles by sedimentation method and studying their catalytic performance in the synthesis of 2-aminothiophenes via Gewald reaction // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. – 2013. – V. 368 – 369. – Р. 16–23. 35. Mousavi S.M., Behbudi G., Gholami A. Shape-controlled synthesis of zinc nanostructures mediating macromolecules for biomedical applications // Biomater Res. – 2022. – V. 26, №4. – Р. 1 - 20. 61 36. Wang L., Tian X., Yang S., Xu Z., Wang W., Bai X. Dynamic nanomechanics of zinc oxide nanowires // Applied Physics Letters. – 2012. -V. 100, №16. – Р. 163110. 37. Yoshitake M., Naoto K., Kunihito K. Liquid Phase Morphology Control of ZnO Nanowires, Ellipse Particles, Hexagonal Rods, and Particle in Aqueous Solutions // International Scholarly Research Notices. – 2012. – V. 2012. – V. 1 – 6. 38. Sadraei R. A Simple Method for Preparation of Nano-sized ZnO // Journal of Chemistry- Materials Science. – 2016. –V.5. – P. 45 – 50. 39. Serpone N., Dondi D., Albini A. Inorganic and organic UV filters: Their role and efficacy in sunscreens and suncare products // Inorganica Chimica Acta. - 2007. –V. 360, №3. –Р. 794–802. 40. Sabir S., Arshad M., Chaudhari S. K. Zinc Oxide Nanoparticles for Revolutionizing Agriculture: Synthesis and Applications // The Scientific World Journal. -2014. – V. 2014. –Р. 1–8. 41. Kumar V., Masudy-Panah S., Tan C. C., Wong T. K. S., Chi D. Z., Dalapati G. K. Copper oxide based low cost thin film solar cells // IEEE 5th International Nanoelectronics Conference (INEC). – 2013. -Р. 443-445. 122 42. Kumar R., Umar A., Kumar G. Zinc oxide nanostructure-based dye- sensitized solar cells // J. Mater Sci. -2017. –V. 52. –Р. 4743–4795. 43. Wang L.; Liu F., Cai X., Ma T., Jiang Ch. Indium Zinc Oxide Electron Transport Layer for High-Performance Planar Perovskite Solar Cells // The Journal of Physical Chemistry C. -2018. –V. 122, №50. –Р. 28491–28496. 44. Samuel E., Londhe P. U., Joshi B., Kim M., Kim K., Swihart M., Chaure N. B., Yoon S. S. Electrosprayed graphene decorated with ZnO nanoparticles for supercapacitors // Journal of Alloys and Compounds. –V. 741. –Р.781-791. 45. Jayaraman T., Salla S., Palaniyandy N., Arumugam M., Arunachalam P., Kim H.-S. A Review on ZnO Nanostructured Materials: Energy, Environmental and Biological Applications // Nanotechnology. -2019. – V. 30, №39. –P. 392001. 46. Li S., Wen J., Mo X., Long H., Wang H., Wang J., Fang G. Three- dimensional MnO2 nanowire/ZnO Nanojins arrays hybrid nanostructure for high-performance and flexible supercapacitor electrode // Journal of Power Sources. -2014. –V. 256. –Р. 206–211. 47. Ling Zhu. Room–temperature gas sensing of ZnO–based gas sensor: A review / Ling Zhu, Wen Zeng // Sensors and Actuators A: Physical – 2017. – Vol. 267. – P. 242–261. 48. Zhong Lin Wang. Zinc oxide nanostructures: growth, properties and applications/ Zhong Lin Wang / J. Phys. Condens. Matter – 2004. – Vol. 16 – P.829–858. 62 49. Yadav, Manoj K. Band–gap variation in Mg– and Cd–doped ZnO nanostructures and molecular clusters / Manoj K. Yadav, Manoranjan Ghosh, Ranjit Biswas, Arup K. Raychaudhuri, and Abhijit Mookerjee, Soumendu Datta // J. Phys. Rev. – 2007. – Vol. B 76. – P. 195450 (1–9). 50. Nikoobakht, B. Scalable synthesis and device integration of self–registered one–dimensional zinc oxide nanostructures and related materials / Nikoobakht B., Wang X., Herzing A., Shi J. // J. Chem. Soc. Rev. –2013. – №42. – P. 342–365. 51. Bitenc, M. Synthesis and characterization of crystalline hexagonal bipods of zinc oxide / Bitenc M., Orel Z.C. // J. Mater. Res. Bull. – 2009. – № 44. – Р . 381 387. ‒ 52. Zhong, LinWang. Nanostructures of zinc oxide / Zhong LinWang // J. Mat. Today – 2004. – Vol. 7. – Iss. 6. – P. 26–33. 53. Zhu, Liangchen/ Indirect excitons in hydrogen–doped ZnO / Liangchen Zhu, Laurent L C Lem, Thien–Phap Nguyen, Kit Fair, Sajid Ali, Michael J Ford, Matthew R Phillips, Cuong Ton–That // J. of Phys. D: Applied Physics – Vol. 50. – № 11. – P. 115104. 54. Liu, M. Point defects and luminescence centres in zinc oxide and zinc oxide doped with manganese / Liu M., Kitai A. H., Mascher P. // J. Lumin. – 1992. – № 54. – P. 35–42. 55. Shan, W. Nature of Room–temperature Photoluminescence in ZnO / W. Shan, W. Walukiewicz, J.W. Ager III, K.M. Yu, H.B. Yuan, H.P. Xin, G. Cantwell, J. // J. Appl. Phys. Lett. – 2005. – Vol. 86, – P. 191911. 56. Yang, X. Effect of post–thermal annealing on properties of ZnO thin film grown on c–Al2O3 by metal–organic chemical vapor deposition / Yang X., Du 142 G., Wang X., Wang J., Liu B., Zhang Y., Liu D., Liu D., Ong H. C., Yang S. // J. Cryst. Growth.–2003. – №252. – P. 275–278. 57. Zhang, Y. Effect of annealing atmosphere on the photoluminescence of ZnO nanospheres / Yongzhe Zhang, Yanping Liu, Lihui Wu, Hui Li, Lizhong Han, Bochong Wang, Erqing Xie. J. Appl. Surf. Sci. – 2009. – Vol. 255. – P. 4801– 4805. 58. Stevanovic, A. Photoluminescence of TiO2: Effect of UV Light and Adsorbed Molecules on Surface Band Structure / Ana Stevanovic, Michael Buttner, Zhen Zhang, and John T. Yates // J. Am. Chem.Soc. – 2012. – Vol. 134. – P. 324−332. 59. Buchholz, M. Carbon dioxide adsorption on a ZnO(1010) substrate studied by infrared reflection absorption spectroscopy / Maria Buchholz, Peter G. Weidler, Fabian Bebensee, Alexei Nefedov, Christof Woll // J. Phys.Chem.Chem.Phys., – 2014. – Vol. 16, – P. 1672. 63 60. Hlaing Oo, W. M. Infrared spectroscopy of ZnO nanoparticles containing CO2 impurities / W. M. Hlaing Oo, M. D. McCluskey, A. D. Lalonde, and M. G. Norton // J. Appl. Phys. Lett. – 2005. – Vol. 86. – P. 073111. 61. Chithira, P.R. The in fl uence of vacuum and annealing on the visible luminescence in ZnO nanoparticles / Chithira P.R, Teny Theresa John // J. of Luminesc. – 2017. – Vol. 185. – P. 212–218. 62. Van de Walle, C.G. Hydrogen as a Cause of Doping in Zinc Oxide / C.G. Van de Walle // J. Phys. Rev. Lett. – 2000. – Vol. 85. – P. 1012. 63. Kim, A. Transparent Low Resistance ZnO/Ag Nanowire/ZnO Composite Electrode for Thin Film Solar Cells / Kim A., Won Y., Woo K., Kim C.H., Moon J. Highly // ACS nano. – 2013. – №7. – Р . 1081–1091. 64. Luqman M., Napi M. L. M., Ahmad M. K. Review—Three Dimensional Zinc Oxide Nanostructures as an Active Site Platform for Biosensor: Recent Trend in Healthcare Diagnosis // J. Electrochem. Soc. -2020. –V.167. – P. 137501. 65. Binning G., Quate C.F.,Gerber Ch. Atomic Force Microscope // Phys. Rev.Lett., 1986.V.56, № 9. P.930-933 64 ILOVA 1 65 66

ZnO nanoplyonkasining fizik-kimyoviy xarakteristikalarini atom kuch mikroskop usulida o‘rganish MUNDARIJA KIRISH 4 Adabiyot sharhi I. KENG BO‘SHIKLI (ZONALI) YARIM O‘TKAZGICH MATERIALLARI VA ULARNING XUSUSIYATLARI 7 1.1 Keng bo‘shliqli yarimo‘tkazgichli materiallar oksidlarining asosiy xossalari 10 1.1.1 Rux oksidining fizik-kimyoviy xossalari 10 1.2 Yarimo‘tkazgichli materiallarni olish usullari 15 1.2.1 ZnO nanostrukturalarini sintez qilish usullari 15 1.3 Keng bo‘shliqli yarimo‘tkazgichli nanomateriallarni qo‘llash 22 1.3.1. Rux oksidining qo‘llanilishi 22 1.4 Kristal tuzilishi va optik xususiyatlari 27 1.5 Rux oksidining fotolyuminessensiyasi 28 1.6 Rux oksidining elektr xususiyatlari 33 II. ZnO NANOPLYONKALARNI SINTEZ QILISH USULLARI 36 2.1. Gaz fazali sintez usuli 36 2.2. Tuzli sintez usuli 36 III. TAJRIBA METODIKASI 39 3.1 Rux oksidini kimyoviy cho‘ktirish usuli 39 3.2 ZnO nanozarrachalarning sintezi 40 3.3 ZnO ning termik parchalanishi usuli bilan sintez qilish 42 3.4 ZnO / CuO nanokompozitlarini kimyoviy cho ‘ ktirish orqali sintez qilish 43 3.5 Atom kuch mikroskopiyasi 46 3.6 Atom kuch mikroskopining ishlash printsipi 46 IV. AMALIYOT QISMI 49 4.1 Tadqiqot obyektlari va usullari 49 4.2 ZnO nanoplyonka sintezi 49 4.3 ZnO nanoplyonkaning xususiyatlarini atom kuch mikroskopi 51 1

yordamida o‘rganish. 4.4 ZnO nanoplyonkaning kimyoviy va fizik xossalari 52 4.5 ZnO nanoplyonkalarning tuzilishi va tarkibi 52 4.6 ZnO ning optik xossalari 52 4.7 Atom kuch mikroskopiya usullari yordamida fizik-kimyoviy xossalarni o‘rganish 53 V. Natijalar va ularning muhokamasi 54 5.1 ZnO nanoplyonkaning xususiyatlarini atom kuch mikroskopi yordamida o‘rganish 55 5.2 Sintez qilingan ZnO nanoplyonkalarning xususiyatlari 56 5.4 Atom kuch mikroskopi ma'lumotlarini talqin qilish 57 5.5 Tadqiqot natijalari 58 VI. Xulosalar 59 VII. Adabiyotlar ro‘yxati 60 Ilovalar 66 KIRISH 2

Mavzuning dolzarbligi va ahamiyatini asoslash. Mamlakatimizda kimyo va biologiya fanlarini rivojlantirish, ushbu yo nalishlarda ta lim sifati va ilm-fanʻ ʼ natijadorligini oshirish “Ilm, ma rifat va raqamli iqtisodiyot yili” Davlat ʼ dasturining ustuvor vazifalari qatorida belgilangan [1]. Zero, o g il-qizlarimizni kimyo va biologiya fanlari bo yicha chuqur o qitish ʻ ʻ ʻ ʻ hududlarda yangi-yangi ishlab chiqarish korxonalarini barpo etish, yuqori qo shilgan ʻ qiymat yaratadigan farmatsevtika, neft, gaz, kimyo, tog -kon, oziq-ovqat sanoati ʻ tarmoqlarini jadal rivojlantirishga turtki beradi hamda pirovardida xalqimiz turmush sharoiti va daromadlarini oshirishga puxta zamin hozirlaydi [2]. Ko‘p funktsiyali materiallarni sintez qilish uchun arzon texnologiyalarni ishlab chiqish muammolari tadqiqotchilarning e'tiborini tortadi. Nanostrukturali materiallarni sintez qilish jarayonida materiallarning tuzilishi va xususiyatlarini nazorat qilish uchun keng imkoniyatlar ochiladi, chunki nanometr sohasida namoyon bo‘ladigan o‘lcham effektlari va materialning xususiyatlariga sirtning katta hissasi. Rux oksidi va mis oksidi kabi nanostrukturali materiallar quyosh va vodorod energiyasi uchun elektron, optik, magnit va termoelektrik qurilmalarda, yonilg‘i xujayralari va batareyalarda foydalanish uchun yuqori salohiyatga ega. Organik chiqindilarni turli sanoat korxonalari, ya’ni charm, qog‘oz, farmatsevtika, metallurgiya zavodlaridan chiqarib yuborish nafaqat inson salomatligi, balki atrof- muhit uchun ham zararlidir. Yuqori samaradorligi va arzonligi tufayli fotokataliz organik bo‘yoqlarni parchalash uchun faol qo‘llaniladi. Rux oksidi (ZnO) keng tarmoqli oralig‘i va yuqori qo‘zg‘atuvchi bog‘lovchi energiyasi bilan fotokatalizator sifatida keng qo‘llaniladi, shuningdek, UB lazerlarida, bo‘yoq quyosh batareyalarida, gaz datchiklarida, UB datchiklarida, nozik plyonkali quyosh batareyalarida, biosensorlarda va boshqalarda keng qo‘llaniladi. Hozirgi vaqtda g‘ayrioddiy morfologiya va xarakteristikaga ega yarimo‘tkazgichli fotokatalizatorlarni yaratish ularning noyob kimyoviy va fizik xususiyatlari tufayli eng muhim vazifalardan biridir. 3

Shu munosabat bilan zararli organik birikmalarni parchalash uchun tejamkor, yuqori faol fotokatalizatorni ishlab chiqish vazifasi qo‘yildi. Fotokatalizning boshqa tozalash usullariga nisbatan bir qator afzalliklari bor, masalan, to liq minerallashuv, chiqindilarni yo q qilish muammosi yo qligi,ʻ ʻ ʻ arzonligi, harorat va bosim uchun o ta yumshoq sharoitlarni talab qilmasligi. ʻ Ushbu ishning maqsadi ZnO nanoplyonkalarini sintez qilish va ularning fizik- kimyoviy xususiyatlarini atom kuch mikroskopiyasi yordamida o‘rganishdir. Ushbu maqsadga erishish uchun quyidagi vazifalarni bajarish kerak:  ZnO nanoplyonkalari, ularning fizik-kimyoviy xususiyatlari va ularni o‘rganish usullari bo‘yicha adabiyotlarni tahlil etish.  ZnO nanoplyonkalarini tayyorlash va substratlarga qo‘llash usullarini o‘rganish.  nanostrukturali rux oksidi va uning asosida kompozitsiyalarni sintez qilishning boshqariladigan usullarini ishlab chiqish, belgilangan xossalarga (morfologiya, optik va strukturaviy xarakteristikaga) ega bo‘lgan materiallarni sintez qilishning optimal parametrlarini aniqlash;  Atom kuch mikroskopi (AKM) yordamida ZnO nanoplyonkalarini o‘rganish metodikasini ishlab chiqish.  AKM yordamida ZnO nanoplyonkalarining eksperimental tadqiqotlarini o‘tkazish, shu jumladan sirt topografik xususiyatlarini, morfologiyasini va g‘adir-budurligini aniqlash.  AKM usulidan foydalangan holda ZnO nanoplyonkalarining mexanik xususiyatlari, yopishqoqlik va qattiqlik kabi fizik-kimyoviy xususiyatlarini o‘rganish.  Olingan eksperimental ma'lumotlarni tahlil qilish va ularni adabiyot ma'lumotlari bilan taqqoslash.  Olingan natijalar va aniqlangan xususiyatlar asosida ZnO nanoplyonkalarining mumkin bo‘lgan qo‘llanilishini baholash. 4

Tadqiqot ob'ektlari rux oksidi (ZnO) kompozit materiallarining fotokatalitik faol nanostrukturali namunalaridir; ZnO nanoplyonkalari; nanoplyonkalarni cho'ktirish uchun substratlar; aralashma qo'shimchalari va modifikatorlar. Tadqiqot predmeti. ZnO nanoplyonkalarining fizik-kimyoviy xususiyatlari, masalan, atom kuch mikroskopiyasi (AFM) yordamida o‘rganiladigan sirt morfologiyasi, mexanik xususiyatlari, optik xususiyatlari hamda ularning fotokatalitik faolligi, elektr hamda ularning struktur xossalarini o‘rganish. Nashrlar. Bitiruv malakaviy ish ishi natijalari 1 ta tezisda ( И . Х . Рузиев , Х.Усмонова, З.Абдураимова, Н.К.Мухамадиев . Синтез и исследование характеристик нанопленки ZnO с использованием атомно-силового микроскопа // Zarafshon vohasini kompleks innovatsion rivojlantirish yutuqlari, muammolari va istiqbollari V-xalqaro ilmiy-amaliy anjumani materiallari. 18-19 Aprel, 2024 Navoi, Uzbekistan. Volume I. 303-304 betlar) chop etilgan. Bitiruv malakaviy ishning hajmi va tuzilishi Ish kirish, uch bo‘lim, xulosa va foydalanilgan manbalar ro‘yxatidan iborat bo‘lib, 65 nomni o‘z ichiga oladi. Bitiruv malakaviy ishning umumiy hajmi 67 bet mashinkada yozilgan matn, shu jumladan 5 ta rasm, __ ta jadval va 1 ta ilova. I. KENG BO‘SHLIQLI (ZONALI) YARIM O‘TKAZGICH MATERIALLARI VA ULARNING XUSUSIYATLARI 5

Похожие

ANILINNING MOLEKULYAR TUZILISHINI SPEKTROSKOPIK VA HISOBLASH USULLARI YORDAMIDA O’RGANISH
Metil asetat molekulasida molekulyar komplekslar hosil bo‘lish mexanizmni o‘rganish
IS GAZIDAN DIMETIL EFIR OLISH UCHUN KATALIZATOR TANLASH
OZUQА TАRKIBINING QORQMOLLАR SUTINI TАRKIBI VА FIZIK-KIMYOVIY KO‘RSАTKICHLАRIGА TА’SIRI
Boʼyimadaron oʼsimligi tarkibidan ajratilgan efir moyining fizik-kimyoviy tarkibini oʼrganish