Birlikte Çöktürme Yöntemi ile Sentezlenen Zn0.95-xCu0.05CoxO’nun Yapısal, Morfolojik ve Optik Özellikleri
Structural, Morphological and Optical Properties of Zn0.95-xCu0.05CoxO Synthesized by Co-Precipitation Method
Yazar: Kayar, Sinem; Erat, Neslihan; Özer, Abdulkadir
Dergi: Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Vol. 13 No. 2, 2023
Anahtar kelimeler: Metrology, Applied and Industrial Physics ; Metroloji,Uygulamalı ve Endüstriyel Fizik ; ZnO nanoparticle,Cu and Co doped,optical properties,co-precipitation method ; ZnO nanopartikül,Cu ve Co katkılandırma,optik özellikler,birlikte çöktürme yöntemi.

Temel metal oksitlere kıyasla daha iyi fonksiyonel performans için karışık oksitlerin sentezi,karakterizasyonu ve uygulamasına olan ilgi giderek artmaktadır. Bu çalışmada, Zn0.95-xCu0.05CoxO (0≤ x ≤ 0.05) nanokompozitleri birlikte çöktürme yöntemi ile sentezlendi. Sentezlenen örnekler, X-ışınıKırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDS), Xışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Raman spektroskopisi ve UV–Vis absorpsiyonspektroskopisi kullanılarak yapısal, bileşimsel ve optik özellikleri açısından karakterize edildi. XRDsonuçlarına göre altıgen ZnO’nun würtzit yapısının değişmediği görülmektedir. Ayrıca, Cu2O veCo3O4'ün ayrı fazlarının Cu+ ve Co+3 iyonlarının reaksiyona girmeden kalan kısımlarından dolayıoluştuğu söylenebilir. Bu XPS sonuçları ile de teyit edilmiştir. Zn0.95-xCu0.05CoxOnanokompozitlerinin ortalama kristal boyutları 30.61-27.24 nm aralığında bulundu. ZnO'da Cu ve Cokatkısının bir sonucu olarak kristal büyümenin azaldığı görülmektedir. SEM görüntülerinde, tümörneklerin küresel nanopartiküllerden oluştuğu görülmektedir. EDS spektrumu beklenen stokiyometriile numunelerde Zn, Cu, Co ve O atomlarının varlığını doğrulamaktadır. Co konsantrasyonux=0.00'den x= 0.05'e arttıkça, bant aralığı 3.26 eV'den 3.57 eV'ye artmıştır.

There is increasing interest in the synthesis, characterization and application of mixed oxides for betterfunctional performance compared to base metal oxides. In this study, Zn0.95-xCu0.05CoxO (0 ≤ x ≤ 0.05)nanocomposites were synthesized by co-precipitation method. The synthesized samples werecharacterized for its structural, compositional and optical properties using by X-ray Diffraction(XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-rayPhotoelectron Spectroscopy (XPS), Raman spectroscopy and UV–Vis absorption spectroscopy.According to XRD results, it is seen that the würtzite structure of hexagonal ZnO does not change. Inaddition, it can be said that the separate phases of Cu2O and Co3O4 are formed due to the unreactedparts of Cu+and Co+3 ions. This is also confirmed by XPS results. The average crystallite size of theZn0.95-xCu0.05CoxO nanocomposites were found in the range of 30.02-22.00 nm. It is seen that thecrystal growth decreases as a result of Cu and Co doping in ZnO. SEM images show that all samplesare composed of spherical nanoparticles. EDS spectra confirms the presence of Zn, Cu, Co, and Oatoms in the samples with expected stoichiometry. As the Co concentration increases from x=0.00 tox= 0.05, the band gap increases from 3.26 eV to 3.57 eV.