Hydrothermally Synthesis Nanostructure ZnO Thin Film for Photocatalysis Application

ZnO has nanostructured material because of unique properties suitable for various applications. Amongst all chemical and physics methods of synthesis of ZnO nanostructure, the hydrothermal method is attractive for its simplicity and environment friendly condition. Nanostructure ZnO thin films have been successfully synthesized on fluorine doped tin oxide (FTO) substrate using hydrothermal method. A possible growth mechanism of the various nanostructures ZnO is discussed in schematics. The prepared materials were characterized by standard analytical techniques, i.e., X-ray diffraction (XRD) and Field-emission scanning electron microscopy (SEM). The XRD study showed that the obtained ZnO nanostructure thin films are in crystalline nature with hexagonal wurtzite phase. The SEM image shows substrate surface covered with nanostructure ZnO nanrod. The UV-vis absorption spectrum of the synthesized nanostructure ZnO shows a strong excitonic absorption band at 365 nm which indicate formation nanostructure ZnO thin film. Photoluminescence spectra illustrated two emission peaks, with the first one at 424 nm due to the band edge emission of ZnO and the second broad peak centered around 500 nm possibly due to oxygen vacancies in nanostructure ZnO. The Raman measurements peaks observed at $325cm^{-1}$, $418cm^{-1}$, $518cm^{-1}$ and $584cm^{-1}$ indicated that nanostrusture ZnO thin film is high crystalline quality. We trust that nanostructure ZnO material can be effectively will be used as a highly active and stable phtocatalysis application.

수열합성법으로 합성된 산화아연 나노 구조 박막의 광촉매적 응용

산화아연은 다양한 나노 구조와 특유의 특성으로 인하여 여러 분야에서 많은 관심을 받고있는 물질이다. 산화아연을 합성하는 다양한 방법 중에서, 수열합성법은 간단하고 친환경적인 장점을 가지고 있다. 나노 구조를 가지는 산화아연 박막은 수열합성법을 통하여 FTO 전극 위에 제작되었다. 성장된 산화아연은 X-ray diffraction (XRD)와 Field-emission scanning electron microscopy (FESEM)을 통하여 분석되었다. XRD 분석에서 산화아연 박막이 자연상태의 hexagonal wurtzite 상으로 구성되어 있음을 확인하였으며 SEM 사진에서는 나노 로드 형태를 구성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 UV 영역의 흡수 스펙트럼을 분석하여 산화아연이 보이는 365 nm 파장에서의 흡수를 확인하였다. 또한 photoluminescence 방출을 분석한 결과, 424 nm의 band edge emission과 500 nm에서 산화아연의 oxygen vacancies에 의한 방출을 확인하였다. 또한 라만 스펙트럼 분석을 통하여 본 연구진이 제작한 산화아연이 높은 결정성을 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 연구를 통하여 다양한 특성을 가진 산화아연의 광촉매적 적용을 기대할 수 있다.