EPR study of paramagnetic centers in SiO2:C:Zn nanocomposites obtained by infiltration of fumed silica with luminescent Zn(acac)2 solution

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorSavchenko, D. V.
dc.contributor.authorMemon, V. S.
dc.contributor.authorVasin, A. V.
dc.contributor.authorKysil, D. V.
dc.contributor.authorRusavsky, A. V.
dc.contributor.authorKuz, O. P.
dc.contributor.authorGareeva, F. M.
dc.contributor.authorKalabukhova, E. N.
dc.date.accessioned2021-07-28T11:12:55Z
dc.date.available2021-07-28T11:12:55Z
dc.date.issued2021-06-16
dc.description.abstractenSilica-carbon with zinc (SiO2:C:Zn) nanocomposites obtained via infiltration of aged luminescent zinc acetylacetonate (Zn(acac)2) ethanol solution of different concentration (1% and 4%) into the fumed silica (SiO2) matrix have been studied by EPR in the temperature range from 6 K to 296 K before and after thermal annealing. The EPR spectrum of SiO2:C:Zn nanocomposites consists of the three paramagnetic centers with S = 1/2 of Lorentzian lineshape that were related to carbon dangling bonds (CDB) (g = 2.0029(3)), silicon dangling bonds (g = 2.0062(3)) and oxygen-centered carbon-related radicals (CRR) (g = 2.0042(3)). A small EPR linewidth (<1 mT) observed for CDB and oxygen-centered CRR allows us to conclude that they are in the sp3-hybridized state. It was found that the temperature dependence of the EPR signal integral intensity of the CDB and oxygen-centered CRR follows Curie-Weiss law with a positive small value of the Curie-Weiss constant, which indicates that the weak ferromagnetic exchange interaction takes place in the spin system of CDB and oxygen-centered CRR. It was supposed that the carbon-related centers are clustered in SiO2:C:Zn nanocomposites. We assume that the oxygen-centered CRR in the sp3-hybridized state are associated with luminescent centers in previously reported aged Zn(acac)2/C2H5OH solution.uk
dc.description.abstractruКремнезем-углеродные нанокомпозиты с цинком (SiO2:C:Zn), полученные путем инфильтрации выдержанным этаноловым раствором ацетилацетоната цинка (Zn(acac)2) разной концентрации (1% и 4%) в матрицу пирогенного кремнезема (SiO2), изучались методом ЕПР в температурном интервале от 6 К до 296 К до и после термического отжига. Спектр ЭПР SiO2:C:Zn нанокомпозитов состоит из трех парамагнитных центров с S = 1/2, описывающихся Лоренцевой формой линии, которые были отнесены к оборванным связям углерода (CDB) (g = 2.0029(3)), оборванным связям кремния (g = 2.0062(3)) и кислород-центрированным углеродосодержащим радикалам (CRR) (g = 2.0042(3)). Малая ширина линии ЭПР (<1 мТ), наблюдающаяся для CDB и кислород-центрированных CRR, позволила отнести эти центры к sp3-гибридизированному состоянию. Обнаружено, что температурная зависимость интегральной интенсивности сигналов ЭПР от CDB и кислород-центрированных CRR описывается законом Кюри-Вейса, с положительным значением константы Кюри-Вейса малой величины, что указывает на то, что в спиновой системе CDB и кислород-центрированных CRR существует слабое ферромагнитное обменное взаимодействие. Было предположено, что в SiO2:C:Zn нанокомпозитах происходит кластеризация углеродо содержащих центров. Сделан вывод, что кислород-центрированные CRR в sp3-гибридизованом состоянии отвечают за ранее наблюденную интенсивную фотолюминесценцию раствора Zn(acac)2/C2H5OH.uk
dc.description.abstractukКремнезем-вуглецеві нанокомпозити з цинком (SiO2:C:Zn), отримані шляхом інфільтрації витриманим етаноловим розчином ацетилацетонату цинку (Zn(acac)2) різної концентрації (1% та 4%) до матриці пірогенного кремнезему (SiO2), вивчались методом ЕПР у температурному інтервалі від 6 К до 296 К до та після термічного відпалу. Спектр ЕПР SiO2:C:Zn нанокомпозитів складається з трьох парамагнітних центрів з S = 1/2, що описуються Лоренцевою формою лінії, які було віднесено до обірваних зв’язків вуглецю (CDB) (g = 2.0029(3)), обірваних зв’язків кремнію (g = 2.0062(3)) та киснево-центрованих вуглецево-містких радикалів (CRR) (g = 2.0042(3)). Мала ширина лінії ЕПР (<1 мТ), що спостерігалась для CDB та киснево-центрованих CRR, дозволила віднести ці центри до sp3-гібридизованого стану. Виявлено, що температурна залежність інтегральної інтенсивності сигналів ЕПР від CDB та киснево-центрованих CRR описується законом Кюрі-Вейса, з додатним значенням константи Кюрі-Вейса малої величини, що вказує на те, що у спіновій системі CDB та киснево-центрованих CRR існує слабка феромагнітна обмінна взаємодія. Було припущено, що у SiO2:C:Zn нанокомпозитах здійснюється кластерізація вуглецевомістких центрів. Зроблено висновок, що киснево-центровані CRR у sp3-гібридизованому стані відповідають за попередньо спостережену інтенсивну фотолюмінесценцію розчину Zn(acac)2/C2H5OH.uk
dc.format.pagerangePp. 124-130uk
dc.identifier.citationEPR study of paramagnetic centers in SiO2:C:Zn nanocomposites obtained by infiltration of fumed silica with luminescent Zn(acac)2 solution / D. V. Savchenko, V. S. Memon, A. V. Vasin, D. V. Kysil, A. V. Rusavsky, O. P. Kuz, F. M. Gareeva, E. N. Kalabukhova // Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics (SPQEO). – 2021. – Vol. 24, №2. – Pp. 124-130. – Bibliogr.: 26 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.15407/spqeo24.02.124
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/42778
dc.language.isoenuk
dc.publisherV. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, National Academy of Sciences of Ukraineuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceSemiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics (SPQEO), 2021. V. 24, No 2uk
dc.subjectкремнезем-вуглецеві нанокомпозитиuk
dc.subjectвуглецевомісткі центриuk
dc.subjectобірвані зв’язкиuk
dc.subjectобмінна взаємодіяuk
dc.subjectелектронний парамагнітний резонансuk
dc.subjectelectron paramagnetic resonanceuk
dc.subjectsilica-carbon nanocompositesuk
dc.subjectcarbon-related centersuk
dc.subjectdangling bondsuk
dc.subjectexchange interactionuk
dc.titleEPR study of paramagnetic centers in SiO2:C:Zn nanocomposites obtained by infiltration of fumed silica with luminescent Zn(acac)2 solutionuk
dc.title.alternativeДослідження методом ЕПР парамагнітних центрів у нанокомпозитах SiO2:C:Zn, отриманих інфільтрацією люмінесцентним розчином Zn(acac)2uk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
v24n2-p124-130.pdf
Розмір:
857.94 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
..
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Статті ЗФФТТ