Stanovenie optických a dielektrických vlastností nanočastíc ZnO prostredníctvom časovo rozlíšenej THz spektroskopie

Authors: Daniel Furka 1    Samuel Furka 1    Marián Janek 1,2   
1 Univerzita Komenského v Bratislave - Prírodovedecká fakulta - Katedra fyzikálnej a teoretickej chémie, Bratislava, Slovenská republika    2 Slovenská technická univerzita v Bratislave, Radlinského 9, 81237 Bratislava, Slovenská republika   
Year: 2017
Section: Open section
Abstract No.: 1688
ISBN: 978-80-972360-1-4

Vzrastajúci dopyt po materiáloch s katalytickými a fotokatalyckými vlastnosťami na báze polovodičov, určených na výrobu presných senzorov, solárnych článkov, detoxifikačných zariadení, liečiv a množstva ďalších aplikácii vyžaduje prípravu nových lacných materiálov s vhodnými parametrami. Jedným z potenciálnych materiálov, so širokou škálou použitia je ZnO, ktorý vykazuje široký GAP -  3,4eV [1], optickú transparentnosť v UV-VIS spektre, termoelektrické vlastnosti. Absencia centra inverzie podmieňuje jeho piezoelektrické vlastnosti. Dielektrické vlastnosti sú dôležitým parametrom popisujúcim správanie sa látky v elektrickom poli. ZnO na základe svojich polárnych vlastností umožňuje terahertzovej spektroskopii merajúcej priamu zmenu polarizácie vplyvom THz poľa štúdium jeho dielektrických vlastností. Dielektrické vlastnosti sú závislé od geometrie a preto rôzne morfologické modifikácie nanočastíc ZnO, vykazujú rôznu odozvu v THz spektre. Terahertzová oblasť elektromagnetického žiarenia sa nachádza v rozsahu 0,1 – 300Thz, pričom energia tohto žiarenia zodpovedá rotačným a vibračným prechodom v molekulách a podobne ako v prípade infračervenej spektroskopie, je výsledkom terahertzovej spektroskopie špecifický absorpčný odtlačok. Keďže dielektrické vlastnosti sú závislé na morfológii nanočastíc, udávajú nám aj informáciu o tvare nanočastíc vo vzorke. Cieľom práce je charakterizácia štruktúr nanočastíc ZnO na základe jeho dielektrických vlastností spolu s optimalizáciou preparatívnej hydrotermálnej syntézy ZnO ako lacného a efektívneho prostriedku priemyselnej výroby morfologicky špecifických a rozmerovo vysoko homogénnych nanočastíc. Uplatnenie takýchto častíc je  pre rôzne priemyselné odvetvia od senzorov plynov s veľkým rozlíšením cez výrobu solárnych článkov až po prípravu fotokonverzného zariadenia na redukciu CO2 z atmosféry ktorému sa chceme venovať v pokračovaní tejto práce.  

The authors acknowledge financial support of NATO's Emerging Security Challenges Division in the framework of the Science for Peace and Security Programme (SPS984698 "NOTES").
[1] C. Klingshirn, CHEMPHYSCHEM – Fundamental properties of ZnO nanostructures, 783, 782-803 (2007).