Etude expérimentale et théorique des propriétés structurales et optoélectroniques des nanostructures de ZnO dopées aux terres rares

Abstract

Dans cette étude, des nanotiges de ZnO non dopées et dopées aux terres rares (TR = Yb, Er) ont été préparées sur des substrats de verre par la méthode hydrothermale. L'effet de la concentration des terres rares sur les propriétés structurales, morphologiques et optoélectroniques des nanotiges de ZnO a été étudié en utilisant la technique de diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage, ainsi que les spectroscopies infrarouge à transformée de Fourier, Raman, UV-Visible et photoluminescence. De plus, le travail actuel fournit plus de détails sur l'effet de la longueur d'onde d'excitation sur la luminescence des matériaux de ZnO purs et dopés aux TR avec différentes concentrations pour l'application de meilleurs dispositifs optoélectroniques. En parallèle, une étude théorique basée sur le calcul des premiers principes, des propriétés structurales, électroniques, magnétiques et optiques du ZnO pur et dopé aux TR a été effectuée en utilisant la méthode de pseudopotentiels dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) avec l’approximation GGA+U , afin de soutenir les résultats expérimentaux. Par conséquent, les résultats de recherche de ce travail, suggèrent que les propriétés optoélectroniques du ZnO pourraient être améliorées par une concentration optimale de dopant et pourraient fournir une référence expérimentale-théorique qui pourrait motiver des recherches ultérieures pour l'étude des dispositifs optoélectroniques à base de ZnO.