NAXÇIVAN DÖVLƏT UNİVERSİTETİNİN ELMİ ƏSƏRLƏRİ

OPTOELEKTRONİK TƏTBİQLƏR ÜÇÜN NADİR TORPAQ ELEMENTİ OLAN HOLMİUMLA (Ho) AŞQARLANMIŞ CdSe; 0.5%Ho NANOQURULUŞLARIN ANALİTİK TƏDQİQATLARI

ANALYTICAL STUDIES OF CdSe;0.5%Ho NANOSTRUCTURES DOPED WITH RARE EARTH ELEMENT HOLMIUM (Ho) FOR OPTOELECTRONIC APPLICATIONS

Seyfəddin CƏFƏROV (ORCID: https://orcid.org/0009-0000-1609-0387), Elgün TAĞIYEV (ORCID: https://orcid.org/0009-0003-2337-8049)

İl: 2026 Səhifə: 218-224 Cild: 2026-cı il №2 Cild (135)
PDF Yüklə

Xülasə

Kadmium selen (CdSe;0.5%Ho) nanostrukturları hazırlanmış və CdSe;0.5%Ho (1,2-0,05mol/L)tavlanmış şüşə substratlar üzərində pin örtük texnikasından istifadə etməklə 400 oC Fərqli fırlanma sürəti (1000, 3000 və 5000 dövr/dəq.) ilə yerləşdirilmişdir. Struktur, morfoloji və analitik tədqiqatlar rentgen şüalanma (XRD), atom qüvvəsi mikroskopiyası (AQM), Furye transformasiya infraqırmızı (FTIR) və UV-Vis Spektroskopiyası ilə tədqiq edilmişdir. Müəyyən edilmişdir ki, CdSe;0.5%Ho nanostrukturlarının hissəcik ölçüsü müvafiq olaraq 1000,3000 və 5000 dövr/dəq.-də hazırlanmış 1,40, 1,78 və 2,31 nm-dir. Bant boşluğu görünən diapazonda ötürülmə göstəricisi ilə ölçüldü. CdSe;0.5%Ho nanostrukturlarının hissəcik ölçüsünə görə dəyişir. Hesablanmış sındırma göstəricisi eksperimental dielektrik sabit nəticələr eksperimental nəticələrlə razılaşdırılır. Alınan nəticələr eksperimental və nəzəri məlumatlara uyğundur. CdSe;0.5%Ho nanostrukturlarını sintez etmək üçün spin örtük texnikası uğurla işlənib hazırlanmışdır. Digər tərəfdən, delokalizasiya edilmiş şəkil ilə təmsil olunan kristal quruluş, materialın enerji zolağının strukturu ilə sıx əlaqəli olmayacaq, mürəkkəb kvant mexaniki analizidir.XRD nümunələri altıbucaqlı quruluşa malik CdSe;0.5%Ho nanostrukturlarının difraksiya xətlərini göstərdi. ]. Yarımkeçirici nanohissəciklər ölçüdən asılı xüsusiyyətlər nümayiş etdirdiyinə görə, 0,7nm qalınlıqlı CdSe;0.5%Ho kristalitlərinin ərimə nöqtəsi CdSe;0.5%Ho kristallitdən aşağı ∼400° S-dir. CdSe;0.5%Ho nanostrukturunun altıbucaqlı fazasının (0 0 2) müstəvisinə uyğun olaraq 29,52◦-də müşahidə edilir, (111) müstəvisinə uyğun olaraq 25◦pikdə görünən 3000 rpm-də hazırlanmışdır.

Abstract (EN)

Cadmium selenium (CdSe;0.5%Ho) nanostructures were prepared and deposited on CdSe;0.5%Ho (1.2-0.05mol/L) annealed glass substrates using pin coating technique at 400oC with different rotation speeds (1000, 3000 and 5000 rpm). Structural, morphological and analytical studies were investigated by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), Fourier transform infrared (FTIR) and UV-Vis Spectroscopy. It was found that the particle size of CdSe;0.5%Ho nanostructures prepared at 1000, 3000 and 5000 rpm were 1.40, 1.78 and 2.31 nm, respectively. The band gap was measured by visible light transmission. It varies with the particle size of CdSe;0.5%Ho nanostructures. The calculated refractive index and experimental dielectric constant results are in good agreement with the experimental results. The obtained results are consistent with the experimental and theoretical data. A spin coating technique has been successfully developed to synthesize CdSe;0.5%Ho nanostructures. On the other hand, the crystal structure represented by the delocalized image is not closely related to the energy band structure of the material, which is a complex quantum mechanical analysis. The XRD patterns showed the diffraction lines of the CdSe;0.5%Ho nanostructures with a hexagonal structure. Since semiconductor nanoparticles exhibit size-dependent properties, the melting point of the 0.7 nm thick CdSe;0.5%Ho crystallites is ∼400° C lower than that of the CdSe;0.5%Ho crystallite. The hexagonal phase of CdSe;0.5%Ho nanostructure is observed at 29.52◦ corresponding to the (0 0 2) plane, prepared at 3000 rpm, which appears at 25◦ peak corresponding to the (111) plane.

Резюме (RU)

Наноструктуры селена кадмия (CdSe;0,5%Ho) были получены и осаждены на отожженные стеклянные подложки CdSe;0,5%Ho (1,2-0,05 моль/л) методом нанесения покрытия на подложку при температуре 400 oC с различными скоростями вращения (1000, 3000 и 5000 об/мин). Структурные, морфологические и аналитические исследования проводились с помощью рентгеновской дифракции (XRD), атомно-силовой микроскопии (AFM), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) и УФ-видимой спектроскопии. Было установлено, что размер частиц наноструктур CdSe;0,5%Ho, полученных при 1000, 3000 и 5000 об/мин, составлял 1,40, 1,78 и 2,31 нм соответственно. Ширина запрещенной зоны измерялась по пропусканию видимого света. Она изменяется в зависимости от размера частиц наноструктур CdSe;0,5%Ho. Рассчитанные значения показателя преломления и экспериментальные значения диэлектрической постоянной хорошо согласуются с экспериментальными данными. Полученные результаты соответствуют экспериментальным и теоретическим данным. Для синтеза наноструктур CdSe;0,5%Ho успешно разработана технология центрифужного нанесения. С другой стороны, кристаллическая структура, представленная делокализованным изображением, не тесно связана с энергетической зонной структурой материала, что представляет собой сложный квантово-механический анализ. Рентгенограммы показали дифракционные линии наноструктур CdSe;0,5%Ho с гексагональной структурой. Поскольку полупроводниковые наночастицы обладают свойствами, зависящими от размера, температура плавления кристаллитов CdSe;0,5%Ho толщиной 0,7 нм примерно на 400 °C ниже, чем у кристаллитов CdSe;0,5%Ho. Гексагональная фаза наноструктуры CdSe;0,5%Ho наблюдается при 29,52°, соответствующем плоскости (0 0 2), полученной при 3000 об/мин, и появляется на пике при 25°, соответствующем плоскости (111).

Açar sözlər: CdSe;0.5%Ho nanostruktur, Optik xassələri, hissəcik ölçüsü, sındırma göstəricisi, dielektrik sabit

İstinadlar

  1. A. Kylner, A. Rockett, L. Stolt .(1996). nazik təbəqə günəş hüceyrələri üçün məhlulda yetişdirilmiş CdS filmlərində oksigen, Bərk Hal Fenomu. 51–52 , 533–540.
  2. A.İ. Oliva, P. Quintana, D.H. Aguilar, W. Cauich, M. Ortega, Y. Matsumotoa .(2008). CdS incə filmlərinin altıbucaqlı fazası salınan kimyəvi vanna, J. Electrochem. Soc. 155 , D158–D162.
  3. A.S.Z. Lahewil, Y. Al-Douri, U. Hashim, N.M. Əhməd .(2012). Struktur və optik tədqiqatlar kadmium sulfid nanostrukturlarının optoelektronik tətbiqlər üçün, Sol. Enerji 86 ,3234–3240.
  4. C.H. Huang, Sheng S. Li, W.N. Shafarman, C.-H. Çanq, E.S. Lambers, L. Rieth, J.W. Conson, S. Kim, B.J.Stenberi, T.J. Anderson, P.H. Holloway .(2001). CIGS günəş elementlərində Inx (OH,S)y istifadə edərək Cd-siz tampon təbəqələrinin öyrənilməsi, Sol. Enerji Mater. Sol. Hüceyrələr 69 , 131–137.
  5. D.H.Rouz, D.H.Levi, R.J. Matson, D.S.Albin, R.G. Dhere, P. Sheldon .(1996). The Role of Oxygen in CdS/CdTe Solar Cells in Deposited by Close-Spaced Sublimation, s. 777-780.
  6. Dumbrava, C. Badea, G. Prodan, V. Ciupina .(2010). Sintezi və otaq temperaturunda əldə kadmium sulfid xarakteristika, Chalcogenide Lett. 7 , 111–118.
  7. H. Metin, S. Erat, S. Durmus, M. Ari .(2010). Kimyəvi vanna çöküntüsü ilə yetişdirilən CdS/SnO2 filmlərinə tavlama təsiri, Tətbiq. Sörf. Sci. 256 , 5076–5081.
  8. J.C. Phillips .(1973). Bonds and Bands in Semiconductors, Academic Press, San Diego,
  9. J.J. Tan, Y. Li, G.F. Ji .(2011). Yüksək təzyiqli faza keçidləri və kadmium sulfidinin termodinamik davranışları, Acta Phys. Pol. A 120 , 501–506.
  10. J.L.Tallon .(1980). Elastik deformasiyanın termodinamiği-I: bərk cisimlər üçün vəziyyət tənliyi, J. Phys. Kimya. Bərk maddələr 41 837–850.
  11. M.L. Cohen .(1985). Materialların Modelləşdirilməsi Kitabı, Fizik. Rev. B 32 , 7988–7991.
  12. Məmməd Hüseynəliyev, Məhbub Kazımov .(2025). Yarımkeçirici Nanomateriallar və onların əsasında funksional kompozitlərin fiziki xüsusiyyətlərinin öyrənilməsi, orijinal tədqiqat məqaləsi / Originalus mokslinis straipsnis Cild 1 № 3 : PortaUniversoruQəbul edilib: 05.05.2025 Dərc edilib: 05.06.2025
  13. P.K. Lam, M.L. Cohen, G. Martinez .(1987). Kütləvi modullar və qəfəs sabitləri arasında analitik əlaqə, Phys. Rev. B 35 , 9190–9194.
  14. R.A. Joshi, V.S. Taur, A.V. Ghule, R. Sharma .(2011). Otaq temperaturunda kimyəvi ion mübadiləsi üsulu ilə yetişdirilən CdS/CuInSXSe2−X-in nanostrukturlu heteroqovuşma günəş elementində stoixiometriya ilə idarə olunan çevrilmə səmərəliliyi, Sol. Enerji 85 ,1316–1321.
  15. S.A.Cəfərov .(2025). Kadmium kukurdün (CdS) nanohissəciklərin sintezi və fiziki xassələrinin tədqiqi .BİK .11 iyun
  16. S.A.Cəfərov .(2025). Qrafen əsaslı nanostrukturların fiziki xüsusiyyətlərinin tədqiqi, Çoxfunksiyalı elmi tədqiqatlarin qlobal təcrübəsi mövzusunda beynəlxalq konfrans.23-28 may Kipr.səh 667-675
  17. S.A.Jafarov, A.F.Abbasov .(2025). Kadmium kükürdin fiziki xüsusiyyətləri Luminis Tətbiqi Elm və Mühəndislik ISSN: 3030-1831,Cild 2, № 2, səh. 64-71.
  18. S.Cəfərov .(2025). Nanohissəciklər fizikası.,Dərs vəsaiti.
  19. S.Cəfərov, S.Kərimova .Monoqrafiya .(2026). Nanomateriallar və Nanotexnologiyalar Energetikada
  20. S.J. İxmayis, R.N. Əhməd-Bitar. (2010). SnO2:F/CdS-nin xarakteristikası:Sprey piroliz texnikası ilə hazırlanmış strukturlarda, Sol. Enerji Mater. Sol. Hüceyrələr 94 878–883.
  21. W.A.Harison .(1989). Electronic Structure and the Properties of Solids, General Publishing Company, Toronto, .
  22. Y. Al-Douri, H. Abid, H. Aourag .(2001). Yarımkeçiricilərdə toplu modul və yük sıxlığı arasında korrelyasiya, Physica B 305 , 186-190.
  23. Y. Al-Douri, H. Abid, H. Aourag .(2005). Yarımkeçiricilərdə toplu modul və keçid təzyiqi arasında korrelyasiya, Mater. Lett. 59 2032–2034.
  24. Y. Al-Douri, H. Abid, H. Aourag, (2004), Tetraedral yarımkeçiricilərdə toplu modulu qəfəs sabitinə aid edən empirik düstur, Mater. Kimya. Fizika. 87 , 14–17.
  25. Y. Al-Douri, H. Baaziz, Z. Charifi, R. Khenata, U. Hashim, M. Al-Jassim .(2012). CdX (X = S, Te) birləşmələrinin kvant nöqtə diametri effekti altında sonrakı optik xassələri: ab initio metodu, Yeniləmə. Enerji 45 , 232–236.
  26. Y. Əl-Douri, (2003) CdX birləşmələrində yük sıxlığı ilə görülən toplu modulun təzyiq təsiri, Mater. Kimya. Fizika. 78 , 625–629.