Journal des nanomatériaux et de la nanotechnologie moléculaire

Synthèse simple de nanostructures de sulfure de zinc 1D et 2D sur graphène multicouche

Al-Ruqeishi SM, Al-Shukaili H, Mohiuddin T, Karthikeyan S et Al-Busaidi R 

Des nanostructures de ZnS ont été fabriquées sur un substrat de graphène multicouche par une technique de dépôt chimique en phase vapeur. Une morphologie contrôlable des nanostructures de ZnS développées, comprenant des nanofils (1D), des disques (2D) et des nano-feuillets, a été obtenue par évaporation carbothermique directe d'un mélange de poudres de ZnS et de graphite (1:1). L'emplacement du substrat et donc sa température se sont avérés être un paramètre de croissance crucial, qui contrôle la morphologie des nanostructures de ZnS développées. Le diamètre moyen des nanofils 1-D de ZnS, à T = 400 °C, des nano-disques de remplissage planaire 2-D, à T = 300 °C, sont respectivement de 0,418 ± 0,007 μm, 0,600 ± 0,020 μm. Français À une température de substrat plus basse, < 300 °C, des caractéristiques périodiques de forme ronde ou des flocons avec des nanofils sur leurs bords se sont formés en raison de la fusion de nanodisques. En effet, à une température plus basse, une instabilité plus élevée du liquide conduit à davantage de sites de nucléation et à un taux de conversion élevé de l'état liquide à l'état solide et donc de petits nanodisques fusionneront pour former une structure en flocons plus grande. Tous les produits sont de structure sphalérite cubique ZnS et avec des plans (111) préférentiellement intenses. Le paramètre de réseau pour les plans (220) était de 5,72 Å avec une déformation de 5,92 %, ce qui indique clairement qu'ils se trouvent dans la région de contrainte de traction. Le Raman a été utilisé pour définir l'existence de couches de graphène et de nanostructures de ZnS (plage agrandie de 100 à 700 cm-1) au-dessus des couches de multigraphène avant et après le processus de croissance. De plus, des émissions PL de nanostructures ZnS violettes et cyan-bleu centrées à 3,23 ev et (2,41-2,53 ev) respectivement ont été détectées et attribuées à des défauts tels que des lacunes Zn2+, des interstitiels S2− et des dislocations. Les nanostructures hybrides inorganiques à base de graphène offrent plusieurs applications potentielles en optoélectronique et en électronique à l'échelle nanométrique telles que les photodétecteurs, les dispositifs photovoltaïques et optiques.