Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructural, antifungal and photocatalytic activity of NiO–ZnO nanocomposite

Wang Yixuan, Balakrishnan G.

Materials Science Poland

|

2024

|

Vol. 42, No. 1

107--115

EN

In this work, NiO–ZnO nanocomposite (NC) was prepared through a facile, low-temperature, sol–gel route. Zinc acetate dihydrate, nickel chloride hexahydrate, cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB), and citric acid were used in the synthesis of the material. Then, the sample was kept in the muffle furnace at a temperature of 600°C for 2 h. X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, field emission scanning electron microscopy (FESEM), UV–Visible spectroscopy, and photocatalytic and antifungal investigations were used to characterize the synthesized nanocrystallites. The XRD data showedthe polycrystalline hexagonal ZnO nanoparticles and cubic NiO crystallites. FTIR studies confirmed the presence of Zn-O and Ni-O bonds in the sample. The FESEM analysis showed the morphology of nanocrystallitescharacterized by their homogeneous shape and size. The absorbance curves from the UV–Visible spectroscopy investigation revealed the bandgap of 3.17 eV. The research findings demonstrate that the NiO–ZnO NC possesses the significant level of selected microbial pathogens. Industrial dyesmake water unhealthy for drinking. Among these dyes, methylene blue (MB) is toxic, carcinogenic, and non-biodegradable, and causes a severe threat to human health and environmental safety. Hence, it is necessary to develop efficient and environmentally friendly technology to remove MB from wastewater. The ZnO–NiO NC degraded the MB dye pollutant under visible irradiation (125 W), according to photocatalytic tests. After 120 min of exposure, the photocatalytic investigations demonstrated 75% degradation efficiency.

2

Structural and optical properties of aluminium nitride thin films fabricated using pulsed laser deposition and dc magnetron sputtering on various substrates

Virt Ihor, Potera Piotr, Wisz Grzegorz, Dziedzic Andrzej, Cieniek Bogumił, Lopatynskyi Ivan, Frugynskyi Marian

Advances in Materials Science

|

2024

|

Vol. 24, nr 1(79)

5--16

EN

Aluminium nitride thin films were fabricated using pulsed laser deposition and DC magnetron sputtering. Different technological parameters and the effects of different substrates on the optical and structural parameters of AlN samples were studied. An X-ray diffraction study was performed for the layer deposited on the Si3N4 substrate. A high-energy electron diffraction study was also carried out for the layer deposited on a KCl substrate. Transmission spectra of layers on quartz, sapphire, and glass substrates were obtained. An evaluation of the optical band gap of the obtained layers was carried out (Eg form 3.81 to 5.81 eV) and the refractive index was calculated (2.58). The relative density of the film (N1TN-AlN sample) is 1.26 and was calculated using the Lorentz-Lorentz relationship. Layers of aluminium nitride show an amorphous character with a polycrystalline region. It was shown that the properties of AlN films strongly depend on the method, growth conditions, and substrate used.

3

Nowe luminofory ceramiczne na bazie niskofononowych oliwinów germanianowych

Bednarska-Adam Nikola, Kuwik Marta, Pisarski Wojciech A., Pisarska Joanna

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 10

252--255

PL

W pracy opisano nowe luminofory ceramiczne na bazie oliwinów germanianowych. Przeprowadzono charakterystykę strukturalną oraz optyczną związków Li2MgGeO4:Ln3+ (Ln = Pr, Ho, Tm) ze szczególnym uwzględnieniem widm emisji i diagramu chromatyczności CIE. Badania wykazały, że związki Li2MgGeO4:Ln3+ o strukturze oliwinu emitują światło w zakresie czerwonym (Pr3+), zielonym (Ho3+) i niebieskim (Tm3+). Wyniki eksperymentalne sugerują możliwość zastosowania materiałów ceramicznych Li2MgGeO4:Ln3+ jako emiterów światła widzialnego.

EN

In this work, new ceramic phosphors based on germanate olivines are descibed. Structural and optical characterization of compounds Li2MgGeO4:Ln3+ (Ln = Pr, Ho, Tm) was carried out, with a special regards to emission spectra and chromaticity diagram CIE. The studies shown that Li2MgGeO4:Ln3+ compounds with olivine structure emit red (Pr3+), green (Ho3+) and blue (Tm3+) light. The experimental results suggest that ceramic materials Li2MgGeO4:Ln3+ can be used as an emitters of visible light.

4

Optical characteristics of Portulaca grandiflora-doped Cellulose using the spray pyrolysis technique

Alaridhee Tahseen, Obeed Mohammed T., Malk Fatima H., Dhahi Baheya A.

Opto-Electronics Review

|

2023

|

Vol. 31, No. 3

art. no. e146553

EN

Thin films were prepared based on cellulose polymer doped with different ratios of natural dye derived from Portulaca grandiflora concentrations. The polymer and natural dye were extracted from eco-friendly materials - the cell walls of millet husks and Portulaca grandiflora, respectively. The spray pyrolysis technique was applied to prepare thin film samples to control the film morphology and reduce the roughness of the surface. Optical microscope and Fourier transform infrared were used to analyse structural, morphological, and functional groups for all samples, respectively. The peak absorbance, extinction coefficient, optical bandgap, Urbach energy, and optical conductivity for the thin films were determined using ultraviolet-visible spectroscopy. The results show an enhancement in the optical characteristics when the natural cellulose is doped with a dye. Doping cellulose with 5% P. grandiflora has led to a considerable reduction in the energy bandgap (to 1.95 eV), compared to the sample doped with 1%.

5

Cost-effective titania layers over 100 nm thick : effect of annealing on the structural, morphological, and optical properties

Zięba Magdalena, Tyszkiewicz Cuma, Gondek Ewa, Wojtasik Katarzyna, Nizioł Jacek, Dorosz Dominik, Starzyk Bartłomiej, Szymczak Patryk, Pakieła Wojciech, Rogoziński Roman, Karasiński Paweł

Opto-Electronics Review

|

2023

|

Vol. 31, No. 4

art. no. e147913

EN

Titania dioxide (TiO₂) layers were synthesized via the acid-catalysed sol-gel route using titania (IV) ethoxide, and then annealed at temperatures varying in the range of 150-700 °C. The research concerned the effect of annealing temperature on the structure of TiO₂ layers, their surface morphology, and their optical properties. Further, X-ray diffractometry, and Raman spectroscopy were used to determine the structure of TiO₂ layers. Scanning electron and atomic force microscopy were used to study the surface morphology of TiO₂ layers. Transmittance, reflectance, absorption edge, and optical homogeneity were investigated by UV-VIS spectrophotometry, while the refractive index and thicknesses of TiO₂ layers were measured using a monochromatic ellipsometer. Chromatic dispersion characteristics of the complex refractive index were determined using spectroscopic ellipsometry. Structural studies have shown that the TiO₂ layers annealed at temperatures up to 300 °C are amorphous, while those annealed at temperatures exceeding 300 °C are polycrystalline containing only anatase nanocrystals with sizes increasing from 6 to 20 nm with the increase of the annealing temperature. Investigations on the surface morphology of TiO₂ layers have shown that the surface roughness increases with the increase in annealing temperature. Spectrophotometric investigations have shown that TiO₂ layers are homogeneous and the width of the indirect optical band gap varies with annealing temperature from 3.53 eV to 3.73 eV.

6

Improving optical and morphological properties of Mn-doped ZnO via Ar ion sputtering followed by high-temperature UHV annealing

Zehar Elhachemi, Ouerdane Abdallah, Chetti Boualem, Çoruh Ali

Materials Science Poland

|

2023

|

Vol. 41, No. 2

325--338

EN

Using the ultrasonic spray pyrolysis technique, pure (ZnO) and manganese (4at%)-doped zinc oxide (ZnMnO) thin films were synthesized and treated with Ar+ sputtering in the UHV (ultra-high vacuum) system. In this regard, XRD (X-ray diffraction), XPS (X-ray photoelectron spectroscopy), PL (photoluminescence), and AFM (atomic force microscopy) techniques were applied to investigate the electronic and photonic properties of ZnO. XRD and XPS allowed us to identify the successful incorporation of Mn as a substitute for Zn, while PL and AFM images reveal a high tendency for crystalline grains on the ZnMnO surface to aggregate to form small grains. However, bandgap narrowing, a redshift with considerable fluctuations in excitonic emission, and a perfect quenching of visible emission (400–640 nm) were observed. Investigations into defect-related emission in ZnMnO and ZnO compounds were conducted. The PL spectra of the prepared samples were measured and analyzed using Gaussian fitting. The PL of undoped ZnO exhibited an intense broad band with a peak at 550 nm. Two effects were shown to occur as a result of Mn doping: (i) a sharp quenching of self-activated PL with a progressive red-shift of the quenching’s spectral boundary; (ii) the appearance of a new emission band with a peak at 1.64 eV (756 nm), which dominates the PL spectrum and is noted in a band diagram; as well as a slight shift in the main line of ZnO, which is located at energy 3.275 eV (378.57nm).

7

Wyniki badań odpowiedzi gazochromowej na wodór cienkich warstw WO₃ naniesionych za pomocą parowania wiązką elektronową

Weichbrodt Wiktoria, Mazur Michał

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2023

|

Vol. 72, nr 4

91--100

PL

Wśród materiałów chromowych dużym zainteresowaniem cieszy się trójtlenek wolframu (WO₃ ). Jest to bezbarwny półprzewodnik charakteryzujący się brakiem toksyczności oraz wysoką stabilnością chemiczną. WO₃ wykazuje właściwości gazochromowe, co oznacza, że materiał ulega odwracalnym zmianom właściwości optycznych pod wpływem gazu. te właściwości sprawiają, że trójtlenek wolframu jest odpowiednim materiałem do zastosowań czujnikowych. W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości strukturalnych i optycznych cienkich warstw trójtlenku wolframu wytworzonych metodą parowania wiązką elektronową i wygrzewanych w temperaturze od 400 do 800°C. Właściwości optyczne, w tym również właściwości gazochromowe, określono na podstawie widm transmisji światła w atmosferze zawierającej wodór o stężeniu od 50 do 500 ppm. Badano właściwości optyczne warstw WO₃ zarówno z naniesioną warstwą katalizatora w postaci palladu, jak i bez tej warstwy. Wygrzewanie próbek w temperaturze powyżej 400°C spowodowało krystalizację warstw, a dalsza modyfikacja poprocesowa w temperaturze 800°C spowodowała sublimację warstwy, stworzenie wysp krystalicznych ziaren o dużych rozmiarach oraz znaczne pogorszenie właściwości optycznych. Zmiana współczynnika transmisji światła nastąpiła we wszystkich próbkach z naniesioną warstwą katalizatora po ekspozycji warstw na wodór. Na podstawie zaprezentowanych wyników badań stwierdzono, że najlepszymi właściwościami gazochromowymi charakteryzują się warstwy wygrzewane w temperaturze 400°C, ponieważ wykazują największą zmianę transmisji światła pod wpływem wodoru. W pracy potwierdzono możliwość poprawy odpowiedzi gazochromowej cienkich warstw trójtlenku wolframu wytworzonych metodą parowania wiązką elektronową za pomocą wygrzewania, co zgodnie z bieżącą wiedzą nie zostało wcześniej osiągnięte.

EN

Among chromogenic materials, tungsten trioxide (WO₃) is of great interest. it is a colourless semiconductor characterised by a lack of toxicity and high chemical stability. WO₃ exhibits gasochromic properties, meaning that the material undergoes reversible changes in optical properties when it is exposed to gas. These properties make tungsten oxide a suitable material for sensing applications. This paper presents the results of an analysis of the surface, structural and optical properties of tungsten oxide thin films fabricated by electron beam evaporation and annealed at 400°C to 800°C. optical properties, including gasochromic properties, were determined from light transmission spectra in an atmosphere containing hydrogen at the concentrations ranging from 50 ppm to 500 ppm. The optical properties of WO₃ films without and with a palladium catalyst layer are applied. annealing the samples at temperatures above 400°C resulted in crystallisation of the layers, and further post-process modification at 800°C led to sublimation, the formation of islands of crystalline grains of large size and a significant deterioration in optical properties. a change in the light transmission coefficient occurred for all samples with the catalyst layer applied after the introduction of a hydrogen-argon mixture. Based on the results, it can be concluded that the layers annealed at 400°C had the best gasochromic properties due to the greatest changes in light transmission under hydrogen. The study confirms that it is possible to improve the gasochromic response of tungsten trioxide thin films produced by electron beam evaporation using thermal modification, which, to the best of current knowledge, has not previously been achieved.

8

Thermodynamic Phase Diagram and Phonon stability, Electronic and Optical Properties of FeVSb: A DFT study

Bagheri A., Boochani A., Masharian S. R., Jafarpour F. H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2023

|

Vol. 68, iss. 1

331--338

EN

Mechanical, electronic, thermodynamic phase diagram and optical properties of the FeVSb half-Heusler have been studied based on the density functional theory (DFT) framework. Studies have shown that this structure in the MgAgAs-type phase has static and dynamic mechanical stability with high thermodynamic phase consistency. Electronic calculations showed that this compound is a p-type semiconductor with an indirect energy gap of 0.39 eV. This compound’s optical response occurs in the infrared, visible regions, and at higher energies its dielectric sign is negative. The Plasmon oscillations have occurred in 20 eV, and its refraction index shifts to zero in 18 eV.

9

Chemical synthesis by precipitation of zinc oxide for boimedical application

Medjber Farida Ait, Amokrane Rachida, Djafri Dihia, Belmouhoub Zaina, Bentaha Dyhia, Yefsah Said

Advances in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, nr 2(76)

77--87

EN

The objective of the study is the chemical synthesis of ZnO powders, from ZnCl2 and NaOH solutions according to an appropriate procedure. The powders (a) and (b) obtained underwent various characterizations such as: optical microscopy, SEM, UV, BET, IR, XRD and antimicrobial activity. The results showed the inhomogeneous distribution, the nanometric size, the absorbance at 353 and 346 nm and the specific surface of 25.701 and 30.534 cm2/g of the particles, the presence of all the characteristic bands of ZnO which was confirmed by XRD and very good bacterial sensitivity of the two ZnO powders.

10

Wpływ promieniowania UV-VIS na właściwości optyczne i mechaniczne folii PLA/PHB

Malinowski Rafał, Stepczyńska Magdalena, Krasinskyi Volodymyr, Szymańska Lauren

Przemysł Chemiczny

|

2022

|

T. 101, nr 12

1082--1086

PL

Przedstawiono wyniki badań procesu przyśpieszonego starzenia folii otrzymanych z polilaktydu (PLA) i poli(kwasu hydroksymasłowego) (PHB), a także ich mieszanin. W procesie tym zastosowano wyłącznie promieniowanie UV-VIS. Określono wpływ tego promieniowania na właściwości optyczne i mechaniczne wytworzonych folii. Stwierdzono, że badane folie są podatne na działanie promieniowania UV-VIS, na co wskazywały na ogół pogorszone właściwości mechaniczne tych folii, a także wzrost ich zamglenia i w większości przypadków zmniejszenie ich transparentności. Stwierdzono również, że w celu zachowania w dłuższym okresie czasu odpowiednich właściwości badanych folii, konieczne jest stosowanie dodatkowych środków stabilizujących.

EN

Film samples made of polylactide (PLA), polyhydroxybutyrate (PHB) or their mixtures were exposed to UV-VIS radiation at 45°C for 130 h. The effect of the radiation on the optical and mech. properties of the obtained films was detd. The tested films were susceptible to degradation when exposed to UV-VIS radiation. Deteriorated mech. properties of the films, an increase in their haze and, in most cases, a decrease in transparency were obsd. In order to maintain the appropriate properties of the films in the long term, it is necessary to use addnl. stabilizing agents.

11

Deposition and optical properties investigations of WO3 thin films for electrochromic device applications

Rybak Janusz, Marszalek Konstanty

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 9

251--254

EN

Tungsten oxide WO3 thin films are one of the most widely used layers with electrochromic properties. Various deposition methods are used to produce them, including magnetron sputtering. In this paper the authors present the construction of a Lesker high vacuum system for GLAD Magnetron Sputtering and results of optical properties investigations of WO3 thin films which can be used for multilayer electrochromic systems.

XX

Cienkie warstwy tlenku wolframu WO3 są jednymi z najszerzej stosowanych warstw o właściwościach elektrochromowych. Do ich wytwarzania stosowane są różne metody osadzania, w tym rozpylanie magnetronowe. W niniejszej pracy autorzy przedstawiają budowę wysokopróżniowego systemu firmy Lesker do rozpylania magnetronowego GLAD oraz wyniki badań właściwości optycznych cienkich warstw WO3, które mogą być stosowane w wielowarstwowych układach elektrochromowych.

12

Optical properties of polyetherketoneketone based indirect dental restorations veneered with composite

Alsadon Omar, Wood Duncan, Patrick David, Durgesh Bangalore, Pollington Sarah

Polimery

|

2022

|

Vol. 67, nr 4

141--148

EN

In this study, the optical properties of indirect dental restorations based on polyetherketoneketone (PEKK), zirconia (YZ), and nickel-chromium (Ni-Cr) veneered with composite were compared. Based on the spectral reflectance, the CIE L*a*b* color coordinates, the color difference (ΔE), the opacity and the translucency parameter (TP) were determined using a spectrophotometer equipped with a D65 illuminant. The PEKK and Ni-Cr groups demonstrated similar CIE L*a*b* color values on white and black backgrounds. However, the zirconia group on a white backgrounds showed a slight shift in values towards red-yellow shades. The highest recorded ΔE values were 1.3 and 1.61 between PEKK and YZ groups, and Ni-Cr and YZ groups respectively. The opacity and translucency (TP) parameters were consistent with the spectral reflectance data, with the Ni-Cr and PEKK groups being completely opaque (100% and 0 TP). It has been shown that the use of the same indirect light-cured composite veneer with different substructure materials has no clinical effect on the esthetics of the final restoration.

PL

Porównano właściwości optyczne pośrednich uzupełnień protetycznych na bazie polieteroketonoketonu (PEKK), tlenku cyrkonu (YZ) i niklu-chromu (Ni-Cr) licowanych kompozytem. Na podstawie współczynnika odbicia spektralnego określono współrzędne koloru CIE L*a*b*, różnicę koloru (ΔE), nieprzezroczystość i parametr przezierności (TP). Współrzędne koloru grupy PEKK i Ni-Cr wykazywały podobne wartości koloru CIE L*a*b* na białym i czarnym tle. Natomiast w przypadku YZ na białym tle stwierdzono niewielkie przesunięcie wartości w kierunku odcieni czerwono-żółtych. Najwyższe odnotowane wartości ΔE wyniosły 1,3 i 1,61 odpowiednio dla grup PEKK i YZ oraz Ni-Cr i YZ. Parametry nieprzezroczystości i przezierności były zgodne z danymi spektralnego współczynnika odbicia, przy czym grupy Ni-Cr i PEKK były całkowicie nieprzezroczyste (100% i 0 TP). Wykazano, że zastosowanie tej samej pośredniej światłoutwardzalnej licówki kompozytowej z różnymi materiałami podbudowy nie ma klinicznego wpływu na estetykę ostatecznego uzupełnienia.

13

Wpływ wygrzewania na właściwości sensorowe powłok TiOx wytworzonych metodą rozpylania magnetronowego

Kapuścik Paulina, Mańkowska Ewa, Wojcieszak Damian

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2022

|

Vol. 71, nr 2

27--39

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu temperatury wygrzewania na właściwości optyczne, a także morfologii powierzchni cienkich warstw niestechiometrycznych tlenków tytanu (TiO x). Zostały one powiązane z wynikami badań odpowiedzi sensorowej warstw na obecność H₂. Próbki wytworzono metodą rozpylania magnetronowego w atmosferze Ar:O₂ o małej zawartości tlenu (20% oraz 30%). im większa była ilość tlenu w mieszaninie gazowej podawanej do komory próżniowej, tym niższa szybkość osadzania powłok. Badania wykonane za pomocą profilometru optycznego wykazały, że grubość obu serii naniesionych warstw wynosiła odpowiednio 600 nm i 200 nm. Powłoki te następnie wygrzewano w powietrzu w temperaturze od 100°C do 800°C. w ramach badań określono również ich chropowatość. aby ocenić właściwości optyczne powłok, zmierzone zostały charakterystyki transmisji oraz odbicia światła, na podstawie których wyznaczono takie parametry jak współczynnik transmisji, położenie krawędzi optycznej absorpcji oraz szerokość optycznej przerwy energetycznej w funkcji temperatury wygrzewania warstw. Z kolei właściwości sensorowe powłok określono na podstawie zmian rezystancji w odpowiedzi na pobudzenie w postaci mieszaniny Ar:3,5%H₂. Stwierdzono, że stopień utlenienia warstw ma kluczowy wpływ nie tylko na szybkość odpowiedzi warstwy TiOx, lecz także na sam charakter tej odpowiedzi.

EN

This work describes the influence of the annealing temperature on the optical and surface properties of nonstoichiometric titanium oxide (TiOx ) thin films. The results were related to the investigation of the sensing response toward H₂ gas. The samples were prepared by the magnetron sputtering method using Ar:O₂ plasma with low oxygen content (20% and 30%). an increase in the amount of oxygen in the gas mixture supplied to the magnetron led to a decrease in the deposition rate. The thickness of the deposited thin films, determined by the use of an optical profiler, was found to be 600 nm and 200 nm, respectively. The coatings were then annealed in an ambient air atmosphere at a temperature in the range from 100°C to 800°C. additionally, the roughness of the coating surface was measured. To investigate the optical properties of the thin films, transmission and reflection spectra were measured, and parameters such as transmission coefficient, cutoff wavelength value, and optical band gap value were determined as functions of the annealing temperature. The sensing properties of the thin films were characterised on the basis of changes in a resistance value as a response to a mix of Ar:3.5% H₂. it was found that the oxidation of the thin films has a key influence not only on the response time of the TiOx thin films, but also on the character of the response.

14

Właściwości elektryczne i optyczne cienkich warstw WOx wytwarzanych metodą rozpylania magnetronowego i analiza ich współczynnika doskonałości

Dybała Julia, Mazur Michał

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2022

|

Vol. 71, nr 2

15--25

PL

W artykule przeanalizowano właściwości optyczne i elektryczne cienkich warstw tlenku wolframu. Jest to materiał często stosowany między innymi w inteligentnych oknach, lustrach antyparowych i czujnikach gazów. zbadano pięć serii cienkich warstw tlenku wolframu, które zostały wytworzone w procesach rozpylania magnetronowego w atmosferze mieszaniny gazu roboczego (ar) oraz reaktywnego (O2) o różnej zawartości tlenu, tj. od 5% do 15%. Każdy z procesów przeprowadzany był przy tej samej wartości ciśnienia, odległości target - podłoże oraz w tym samym czasie. Grubość cienkich warstw zmierzona za pomocą profilometru optycznego wynosiła około 160 nm. zauważono, że wraz ze zwiększaniem się udziału gazu reaktywnego w procesie próbki zmieniały barwę od metalicznej, przez ciemnogranatową, po błękitną, jednocześnie stając się coraz bardziej przezroczyste. Pomiary właściwości elektrycznych wykonane za pomocą sondy czteroostrzowej, a także właściwości optycznych przeprowadzone z użyciem spektrofotometru wykazały, że zwiększanie udziału tlenu w procesie powodowało wzrost średniej transmisji światła w zakresie widzialnych długości fal oraz rezystywności cienkich warstw. W artykule przeanalizowano również współczynniki Figure of Merit określające jakość badanej próbki. Największą wartość współczynnika doskonałości otrzymano dla cienkiej warstwy tlenku wolframu, odznaczającej się stosunkowo dużą średnią transmisją światła w zakresie widzialnym przy niskiej wartości rezystywności. Przeprowadzone badania wykazały, że atmosfera gazowa podczas procesu rozpylania magnetronowego istotnie wpływa na właściwości optyczne i elektryczne cienkich warstw tlenku wolframu, co stwarza możliwość projektowania cienkowarstwowych powłok przeznaczonych do stosowania w transparentnej elektronice.

EN

In this article, optical and electrical properties of tungsten oxide thin films, prepared by magnetron sputtering in the atmosphere of various oxygen content, were analysed. Tungsten oxide is a material, which is widely used in modern applications such as smart windows, antisteam mirrors, and gas sensors. Five sets of tungsten oxide thin films were deposited by magnetron sputtering in the mixed argon-oxygen atmosphere composed of various content of reactive gas, i.e., from 5% to 15%. In each case, other deposition process parameters were the same. The thickness of the thin films was ca. 160 nm and it was measured with the optical profilometer. it was noticed that along with the increase in the proportion of reactive gas in the process, thin film samples changed their colour from metallic, through navy blue to blue and simultaneously they became increasingly transparent. Measurements of electrical properties, made using the four-point probe and optical properties, performed with the aid of a spectrophotometer showed that increasing the proportion of oxygen in the process increased the average transmission in the visible wavelength range and the resistivity of the prepared WOx thin films. in the article, the Figure of Merit (FoM) coefficients are also presented, which determine the quality of the thin film samples. it was shown that the highest value of the FoM was observed for WOx thin film characterised by a relatively high average transmission in the visible wavelength range and low value of resistivity. The performed measurements showed that the gas atmosphere during magnetron sputtering process leads to the tailoring of the optical and electrical properties of tungsten oxide thin films, which in turn makes it possible to design and apply such thin film coatings in transparent electronics.

15

Microstructural Studies of Ag/TiO2 Thin Film; Effect of Annealing Temperature

Kamrosni Abdul Razak, Dewi Suryani Che Halin, Azliza Azani, Mustafa A.B.A. Mohd, Anuar M.S. Mohd Arif, Norsuria Mahmed, Chobpattana Varistha, Kaczmarek L., Jeż Bartłomiej, Nabiałek Marcin

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 1

241--245

EN

Microstructures are an important link between materials processing and performance, and microstructure control is essential for any materials processing route where the microstructure plays a major role in determining the properties. In this work, silverdoped titanium dioxide (Ag/TiO2) thin film was prepared by the sol-gel method through the hydrolysis of titanium tetra-isopropoxide and silver nitrate solution. The sol was spin coated on ITO glass substrate to get uniform film followed by annealing process for 2 hours. The obtained films were annealed at different annealing temperatures in the range of 300°C-600°C in order to observe the effect on crystalline state, microstructures and optical properties of Ag/TiO2 thin film. The thin films were characterized by X-Ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and UV-Vis spectrophotometry. It is clearly seen, when the annealing temperature increases to 500°C, a peak at 2θ = 25.30° can be seen which refers to the structure of TiO2 tetragonal anatase. The structure of Ag/TiO2 thin film become denser, linked together, porous and uniformly distributed on the surface and displays the highest cut-off wavelength value which is 396 nm with the lowest band gap value, which is 3.10 eV.

16

Effect of Reaction Time and Heat Treatment in the Production of Hydroxyapatite by Hydrothermal Synthesis

Kati Nida, Ozan Sermin, Yildiz Tülay, Arslan Mehmet

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 4

1427--1434

EN

In the present work, Hydroxyapatite synthesis was carried out using hydrothermal method with calcium nitrate tetrahydrate (Ca(NO3)2.4H2O) and fosfor pentaoksit (P2O5) as precursors. For the hydrothermal method, constant reaction temperature (180°C) and different reaction times (6 hours, 12 hours, 18 hours and 24 hours) were determined. The samples produced were divided into two groups. Four samples were not heat treatment; four samples were heat treatment at 700°C for 1 hour. The obtained products were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) techniques, X-ray diffraction (XRD) and UV-Vis spectrometer. SEM photos showed that the Hydroxyapatite powders produced are in the form of the agglomerate. According to EDS results, Hydroxyapatite samples are of high purity. XRD’s findings confirm that the diffraction peaks correspond to the pure phase of Hydroxyapatite. A general decrease was observed in the energy band gap of the samples with increasing hydrothermal reaction time.

17

Saturation in the principal (excited) channel of four-level medium as an effective two-level configuration

Addasi Jihad S.

Optica Applicata

|

2021

|

Vol. 51, nr 2

235--244

EN

Saturation of complex molecules affects the nonlinear processes occurring in the medium. The medium can be described by two-, three-, and four-level configurations. The principal singlet-singlet and excited triplet-triplet channels of a four-level, N-type, configuration were used to study a nonlinear medium, which was excited by radiation with two frequencies. Under weak population of energy levels in the triplet-triplet channel (a small ratio of the total probability of spontaneous and irradiate transitions for both channels p23/p31), the principal (singlet-singlet) channel is similar to a two-level configuration. At the same time, the effective population of the energy levels in the triplet-triplet channel (the ratio p23/p31 is large and the radiation intensity in the principal channel is high) makes the excited (triplet-triplet) channel coincide with the two-level configuration. The saturation intensity of radiation in principal (excited) channel, as effective two-level configuration, and nonlinear processes in this channel can be controlled by external radiation acting on excited (principal) channel. Finally, the average excitation of molecules into the energy levels in the triplet-triplet channel (ratio p23/p31 ≈ 1) makes the four-level configuration similar to the three-level configuration with effective level as a result of combination between second singlet level S2 and first triplet level T1.

18

Ellipsometry based spectroscopic complex for rapid assessment of the Bi2Te3-xSexthin films composition

Kovalev Vladimir, Uvaysov Saygid, Bogucki Marcin

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2021

|

T. 11, nr 4

67--74

EN

A comparative analysis of the current state and development of spectral ellipsometry (SE) is carried out, the main limitations typical of popular configurations of measuring devices are determined. An original technical solution is proposed that allows one to create a two-source SE that implements the ellipsometry method with switching orthogonal polarization states. The measuring setup provides high precision of measurements of ellipsometric parameters Ψand Δin the spectral range of 270–2200 nm and the speed determined by the characteristics of pulsed sources with a simple ellipsometer design.As objects for experimental researches, confirming the efficiency and high precision qualities of the fabricated SE, we used a GaAs/ZnS-quarter-wave device for a CO2laser and SiO2on Si calibration plates. The optical properties of Bi2Te3-xSexfilms were investigated in the range of 270–1000 nm using a multi-angle SE. It was shown that the optical properties of Bi2Te3-xSexfilms monotonically change depending on the ratio of selenium and tellurium.

PL

W artykule najpierw dokonano analizy porównawczej obecnego stanu rozwoju elipsometriispektroskopowej oraz określono główne ograniczenia typowe dla popularnych konfiguracji urządzeń pomiarowych. Zaproponowano oryginalne rozwiązanie techniczne pozwalające na stworzenie dwuźródłowego elipsometu spektroskopowego z przełączaniem ortogonalnych stanów polaryzacji. Układ pomiarowy zapewnia wysoką precyzję pomiarów parametrów elipsometrycznych Ψ i Δ w zakresie spektralnym 270–2200 nm i prędkości wyznaczonej przez charakterystyki źródeł impulsowych przy prostej konstrukcji elipsometru. Jako obiekty do badań eksperymentalnych potwierdzających wydajność i wysoką precyzję proponowanego elipsometu spektroskopowego, wykorzystano ćwierćfalowy przyrząd GaAs/ZnS dla lasera CO2oraz płytki kalibracyjne SiO2na krzemie. Właściwości optyczne warstw Bi2Te3-xSexzbadano w zakresie 270–1000 nm przy użyciu wielokątowego elipsometu spektroskopowego. Wykazano, że właściwości optyczne cienkich warstw Bi2Te3-xSexzmieniają się monotonicznie w zależności od stosunku zawartości selenu i telluru.

19

Wpływ wygrzewania na właściwości cienkich warstw tlenku wanadu

Kiełczawa Szymon, Lubańska Aneta, Mazur Michał, Wiatrowski Artur

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2021

|

Vol. 62, nr 4

18--20

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu wygrzewania na właściwości cienkich warstw tlenków wanadu (VxOy) wytworzonych metodą rozpylania magnetronowego. Cienkie warstwy bezpośrednio po naniesieniu oraz po wygrzewaniu w 200°C zostały poddane badaniom strukturalnym, optycznym oraz elektrycznym. Współczynnik transmisji cienkich warstw po wygrzewaniu zmniejszył się z około 70% na 50%. Z kolei rezystywność cienkiej warstwy tlenku wanadu po naniesieniu wynosiła 3.4·10⁴ Wcm, natomiast powłoki po wygrzaniu 1.6·10² Wcm. Badania współczynnika Seebecka wykazały, że wraz ze wzrostem różnicy temperatury między kontaktami elektrycznymi następuje zmiana typu przewodnictwa z dziurowego na elektronowy, a wygrzanie warstwy spowodowało uwydatnienie elektronowego typu przewodnictwa.

EN

This paper provides the research results of the influence of the post-process annealing of vanadium oxide (VxOy) thin films deposited by magnetron sputtering on their properties. As-deposited and annealed at 200°C thin films were analysed by means of their structural, optical and electrical properties. The transmission of thin films after annealing decreased from ca. 70% to 50%. In turn, the resistivity of the vanadium oxide thin films was equal to 3,4·10⁴ Wcm, while after post-process annealing it decreased to 1.6·10² Wcm. The studies of the Seebeck coefficient showed that with the increase of the temperature difference between the electrical contacts, the type of conductivity changes from hole to electron type, while the annealing of the layer enhances the electronic type of conductivity.

20

Characterization of morphology and optical properties of SnO₂ nanowires prepared by electrospinning

Tański Tomasz, Smok Weronika, Matysiak Wiktor

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 5

art. no. e137507

EN

The growing interest in one-dimensional tin oxide-based nanomaterials boosts research on both high-quality nanomaterials as well as production methods. This is due to the fact that they present unique electrical and optical properties that enable their application in various (opto)electronic devices. Thus, the aim of the paper was to produce ceramic SnO₂ nanowires using electrospinning with the calcination method, and to investigate the influence of the calcination temperature on the morphology, structure and optical properties of the obtained material. A scanning electron microscope (SEM) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) were used to examine the morphology and chemical structure of obtained nanomaterials. The optical properties of manufactured one-dimensional nanostructures were investigated using UV-Vis spectroscopy. Moreover, based on the UV-Vis spectra, the energy band gap of the prepared nanowires was determined. The analysis of the morphology of the obtained nanowires showed that both the concentration of the precursor in the spinning solution and the calcination temperature have a significant impact on the diameter of the nanowires and, consequently, on their optical properties.