Контролируемый гидротермальный синтез наностержней ZnO для высокоэффективных газовых сенсоров

Аннотация

Контролируемый синтез наностержней ZnO с регулируемой кристалличностью и морфологией имеет ключевое значение для разработки высокоэффективных газовых сенсоров. В данной работе зародышевые слои ZnO были осаждены на стеклянные подложки методом РФ-магнетронного распыления и затем отожжены при 400 °C для улучшения кристалличности и однородности поверхности. Далее проводился гидротермальный рост наностержней ZnO при различных концентрациях прекурсоров (0.01 M:0.01 M и 1 M:1 M ацетат цинка/ГМТА) для изучения влияния химии раствора на формирование наноструктур. Рентгеновская дифракция (XRD) выявила доминирующий пик (002) во всех образцах, что подтверждает рост вдоль c-оси. Сканирующая электронная микроскопия (SEM) показала, что более высокие концентрации прекурсоров приводят к формированию длинных, плотно упакованных наностержней с чётко выраженным гексагональным сечением. Полученные результаты демонстрируют, что как отжиг зародышевого слоя, так и концентрация прекурсоров существенно влияют на структурную и морфологическую эволюцию наностержней ZnO. Оптимизированные условия синтеза позволяют получать вертикально ориентированные, высококристалличные наностержни с увеличенным аспектным отношением, что усиливает адсорбцию газа и транспорт электронов, делая их перспективными для применения в резистивных газовых сенсорах.