Published September 1, 2016 | Version v1
Publication Open

Structural and photoluminescence properties of tin oxide and tin oxide: C core–shell and alloy nanoparticles synthesised using gas phase technique

Creators

  • 1. Guru Nanak Dev University
  • 2. Indian Institute of Technology Delhi

Description

In the present study, we report a controlled growth of tin oxide and tin oxide: carbon nanoparticles by an integrated method comprising of the gas phase agglomeration, electrical mobility based size selection, and in–flight sintering steps. The effect of in-flight sintering temperature and variation in growth environment (N2, H2 and O2) during nanoparticle formation, morphology and composition has been investigated by carrying out High Resolution Transmission Electron microscopy and X-Ray diffraction studies. The results highlight the novelty of the present technique to grow alloy and core-shell nanoparticles in which the stoichiometery (x) of SnOx and the mode of incorporation of carbon into the tin oxide lattice (alloy or core-shell structure), along with well-defined size can be controlled independently. Detailed Photoluminescence (PL) studies of well sintered monocrystalline SnO, SnOx and SnO2 nanoparticles along with SnOx:C and SnO2:C alloy and C@SnO core-shell nanoparticle has been carried out. The shift in the position and nature of PL peaks due to band edge, Sn interstitials and oxygen vacancy defect level energy states has been understood as a function of stoichiometery and nanoparticle structure (alloy and core-shell). These results suggest the possibility of tailoring the position of these levels by controlling the size, composition and alloying which is potentially important for gas sensing, photoconductivity and photo-electrochemical applications.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذه الدراسة، نبلغ عن نمو مضبوط لأكسيد القصدير وأكسيد القصدير: جسيمات الكربون النانوية بطريقة متكاملة تتألف من تكتل الطور الغازي، واختيار الحجم القائم على التنقل الكهربائي، وخطوات التلبيد أثناء الطيران. تم التحقيق في تأثير درجة حرارة التلبيد أثناء الطيران والتباين في بيئة النمو (N2 و H2 و O2) أثناء تكوين الجسيمات النانوية والتشكل والتكوين من خلال إجراء دراسات المجهر الإلكتروني عالي الدقة ودراسات حيود الأشعة السينية. تسلط النتائج الضوء على حداثة التقنية الحالية لتنمية السبائك والجسيمات النانوية الأساسية التي يمكن من خلالها التحكم بشكل مستقل في قياس المتكافئة (x) من SnOx وطريقة دمج الكربون في شبكة أكسيد القصدير (السبائك أو بنية القشرة الأساسية)، جنبًا إلى جنب مع حجم محدد جيدًا. تم إجراء دراسات تفصيلية للتلألؤ الضوئي (PL) للجسيمات النانوية أحادية البلورة أحادية البلورة الملبدة جيدًا و SnOx و SnO2 جنبًا إلى جنب مع SnOx:C و SnO2: C alloy و C@ SnO core - shell nanoparticle. تم فهم التحول في موضع وطبيعة قمم PL بسبب حافة النطاق، وحالات الطاقة الخلالية ومستوى شواغر الأكسجين كدالة على قياس المتكافئة وهيكل الجسيمات النانوية (السبائك والقشرة الأساسية). تشير هذه النتائج إلى إمكانية تكييف موضع هذه المستويات من خلال التحكم في الحجم والتكوين والسبائك التي يحتمل أن تكون مهمة لاستشعار الغاز والموصلية الضوئية والتطبيقات الكهروكيميائية الضوئية.

Translated Description (French)

Dans la présente étude, nous rapportons une croissance contrôlée des nanoparticules d'oxyde d'étain et d'oxyde d'étain : carbone par un procédé intégré comprenant l'agglomération en phase gazeuse, la sélection de taille basée sur la mobilité électrique et les étapes de frittage en vol. L'effet de la température de frittage en vol et de la variation de l'environnement de croissance (N2, H2 et O2) au cours de la formation, de la morphologie et de la composition des nanoparticules a été étudié en réalisant des études de microscopie électronique à haute résolution et de diffraction des rayons X. Les résultats mettent en évidence la nouveauté de la présente technique de croissance de nanoparticules d'alliage et de cœur-enveloppe dans lesquelles la stoechiométrie (x) de SnOx et le mode d'incorporation du carbone dans le réseau d'oxyde d'étain (structure d'alliage ou de cœur-enveloppe), ainsi que la taille bien définie peuvent être contrôlés indépendamment. Des études détaillées de photoluminescence (PL) de nanoparticules monocristallines SnO, SnOx et SnO2 bien frittées ainsi que de SnOx :C et d'alliage SnO2 :C et de nanoparticules cœur-enveloppe C@SnO ont été réalisées. Le déplacement de la position et de la nature des pics PL dus aux états d'énergie de bord de bande, d'interstitiels Sn et de niveau de défaut de vacance d'oxygène a été compris comme une fonction de la stœchiométrie et de la structure des nanoparticules (alliage et noyau-coquille). Ces résultats suggèrent la possibilité d'adapter la position de ces niveaux en contrôlant la taille, la composition et l'alliage qui est potentiellement important pour la détection de gaz, la photoconductivité et les applications photo-électrochimiques.

Translated Description (Spanish)

En el presente estudio, informamos un crecimiento controlado de nanopartículas de óxido de estaño y óxido de estaño: carbono mediante un método integrado que comprende la aglomeración en fase gaseosa, la selección de tamaño basada en la movilidad eléctrica y los pasos de sinterización en vuelo. El efecto de la temperatura de sinterización en vuelo y la variación en el entorno de crecimiento (N2, H2 y O2) durante la formación, morfología y composición de las nanopartículas se ha investigado mediante la realización de estudios de microscopía electrónica de transmisión de alta resolución y difracción de rayos X. Los resultados destacan la novedad de la presente técnica para hacer crecer nanopartículas de aleación y núcleo-cubierta en las que la estequiometría (x) de SnOx y el modo de incorporación de carbono en la red de óxido de estaño (estructura de aleación o núcleo-cubierta), junto con un tamaño bien definido se pueden controlar de forma independiente. Se han llevado a cabo estudios detallados de fotoluminiscencia (PL) de nanopartículas de SnO, SnOx y SnO2 monocristalinas bien sinterizadas junto con aleación SnOx:C y SnO2: C y nanopartículas de núcleo-corteza C@SnO. El cambio en la posición y la naturaleza de los picos de PL debido al borde de la banda, los intersticiales de Sn y los estados de energía del nivel de defectos de la vacante de oxígeno se ha entendido como una función de la estequiometría y la estructura de las nanopartículas (aleación y núcleo-cubierta). Estos resultados sugieren la posibilidad de adaptar la posición de estos niveles controlando el tamaño, la composición y la aleación, lo que es potencialmente importante para la detección de gases, la fotoconductividad y las aplicaciones fotoelectroquímicas.

Files

1.4964313.pdf

Files (93 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
93 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الخصائص الهيكلية واللمعان الضوئي لأكسيد القصدير وأكسيد القصدير: يتم تصنيع القشرة الأساسية C والجسيمات النانوية المصنوعة من السبائك باستخدام تقنية الطور الغازي
Translated title (French)
Propriétés structurales et de photoluminescence de l'oxyde d'étain et de l'oxyde d'étain : nanoparticules de noyau-enveloppe C et d'alliage synthétisées à l'aide de la technique en phase gazeuse
Translated title (Spanish)
Propiedades estructurales y fotoluminiscentes del óxido de estaño y el óxido de estaño: núcleo-cubierta de C y nanopartículas de aleación sintetizadas utilizando la técnica de fase gaseosa

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2527169028
DOI
10.1063/1.4964313

Is supplement to
https://openalex.org/W3146752240 (Other)
https://openalex.org/W3016979551 (Other)
https://openalex.org/W2945804409 (Other)
https://openalex.org/W2492470561 (Other)
https://openalex.org/W2378086236 (Other)
https://openalex.org/W2092639464 (Other)
https://openalex.org/W2050156500 (Other)
https://openalex.org/W2048317755 (Other)
https://openalex.org/W2040310861 (Other)
https://openalex.org/W1148372108 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1964677293
  • https://openalex.org/W1981165122
  • https://openalex.org/W1982731332
  • https://openalex.org/W1987617471
  • https://openalex.org/W2003029418
  • https://openalex.org/W2005809456
  • https://openalex.org/W2011932644
  • https://openalex.org/W2013911845
  • https://openalex.org/W2035672708
  • https://openalex.org/W2038726378
  • https://openalex.org/W2041986650
  • https://openalex.org/W2047927734
  • https://openalex.org/W2057963302
  • https://openalex.org/W2065898098
  • https://openalex.org/W2080665574
  • https://openalex.org/W2091033032
  • https://openalex.org/W2103987348
  • https://openalex.org/W2170312139
  • https://openalex.org/W2233420490
  • https://openalex.org/W2323027842
  • https://openalex.org/W2526333416