Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2023
Идентификатор DOI: 10.17223/00213411/66/8/3
Ключевые слова: copper oxide, arc discharge, permittivity, conductivity, оксид меди, дуговой разряд, проводимость, поляроны
Аннотация: Наночастицы оксида меди были синтезированы методом испарения-конденсации в плазме дугового разряда низкого давления с последующим отжигом при температуре 200 °С. Рентгеноструктурный анализ и последующая обработка полученных дифрактограмм по методу Ритвельда показали образование моноклинной монофазы наночастиц CuO со средним размероПоказать полностьюм кристаллитов ~ 8 нм. Просвечивающая электронная микроскопия доказывает образование наночастиц неправильной формы в диапазоне размеров 5-16 нм. Механизм проводимости на переменном токе изучался в частотном диапазоне 50 Гц - 1 МГц и в диапазоне температур 373-573 К. Экспериментальные и теоретические исследования показали, что механизм проводимости на переменном токе в наночастицах CuO может быть успешно объяснен с помощью модели коррелированных барьерных прыжков, которая позволяет определить значения максимальной высоты барьера и характерного времени релаксации. Было обнаружено, что прыжки биполяронов становятся заметными до определенной температуры, выше которой преобладают прыжки монополярона. Также были рассчитаны физические параметры, такие как расстояние прыжка и плотность дефектных состояний. Исследования фотолюминесценции подтверждают наличие поверхностных дефектов в наночастицах CuO. Copper oxide nanoparticles were synthesized by evaporation-condensation in a low-pressure arc discharge plasma followed by annealing at a temperature of 200°C. X-ray diffraction analysis and subsequent processing of the resulting diffraction patterns by the Rietveld method showed the formation of a monoclinic monophase of CuO nanoparticles with an average crystallite size of ~ 8 nm. Transmission electron microscopy (TEM) proves the formation of irregularly shaped nanoparticles in the size range of 5-16 nm. The mechanism of AC conduction was studied in the frequency range of 50 Hz - 1 MHz and in the temperature range of 373-573 K. Experimental and theoretical studies have shown that the mechanism of AC conduction in CuO nanoparticles can be successfully explained using the correlated barrier hopping model, which makes it possible to determine the values of the maximum barrier height and the characteristic relaxation time. It has been found that bipolaron hoppings become noticeable up to a certain temperature, above which monopolaron hoppings predominate. Physical parameters such as the hopping distance and the density of defect states were also calculated. Photoluminescence studies confirm the presence of surface defects in CuO nanoparticles.
Журнал: Известия вузов. Физика
Выпуск журнала: Т. 66, № 8
Номера страниц: 21-30
ISSN журнала: 00213411
Место издания: Томск
Издатель: Национальный исследовательский Томский государственный университет