Revista de nanomateriales y nanotecnología molecular

Síntesis sencilla de nanoestructuras de sulfuro de zinc 1D y 2D sobre grafeno multicapa

Al-Ruqeishi SM, Al-Shukaili H, Mohiuddin T, Karthikeyan S y Al-Busaidi R 

Se han fabricado nanoestructuras de ZnS sobre un sustrato de grafeno multicapa mediante la técnica de deposición química en fase de vapor. Se logró una morfología controlable de las nanoestructuras de ZnS cultivadas, que incluyen nanoalambres (1D), discos (2D) y nanoláminas mediante evaporación carbotermal directa de una mezcla de polvos de ZnS y grafito (1:1). La ubicación del sustrato y, por lo tanto, su temperatura, se consideraron parámetros de crecimiento cruciales que controlan la morfología de las nanoestructuras de ZnS cultivadas. El diámetro promedio de los nanoalambres de ZnS 1-D, a T = 400 °C, y los nanodiscos de relleno plano 2-D, a T = 300 °C, son 0,418 ± 0,007 μm y 0,600 ± 0,020 μm, respectivamente. A una temperatura de sustrato más baja, <300 °C, se formaron características periódicas de forma redondeada o escamas con algunos nanocables en sus bordes debido a la amalgamación de nanodiscos. Esto se debe a que a una temperatura más baja, una mayor inestabilidad del líquido conduce a más sitios de nucleación y una alta tasa de conversión de estado líquido a sólido y, por lo tanto, los nanodiscos pequeños se fusionarán para formar una estructura de escamas más grande. Todos los productos son esfalita cúbica ZnS en estructura y con planos (111) preferentemente intensos. El parámetro de red para los planos (220) fue de 5,72 Å con un 5,92 % de deformación, lo que indica claramente que están en la región de tensión de tracción. Se utilizó Raman para definir la existencia de capas de grafeno y las nanoestructuras de ZnS (rango ampliado de 100 a 700 cm-1) sobre capas de multigrafeno antes y después del proceso de crecimiento. Además, se detectaron emisiones de PL de nanoestructuras de ZnS de color violeta y azul cian centradas en 3,23 ev y (2,41-2,53 ev) respectivamente, que se atribuyeron a defectos como vacantes de Zn2+, intersticiales de S2− y dislocaciones. Las nanoestructuras híbridas inorgánicas basadas en grafeno ofrecen varias aplicaciones potenciales en optoelectrónica y electrónica a nanoescala, como fotodetectores, dispositivos fotovoltaicos y ópticos.