Fabrication of Zn/ZnO Core/shell nanoparticles by laser ablation in liquid technique

• Published in: Journal of Kufa-Physics Vol. 14; no. 1; pp. 32 - 40
• Main Authors: Tahir, Mustafa Rad, al-Kifaie, Abbas M. Ali
• Format: Journal Article
• Language: Arabic; English
• Published: Najaf, Iraq University of Kufa, Faculty of Science, Department of Physics 12-08-2022; University of Kufa
• Subjects: Core/Shell NPs; Pulsed laser ablation; Zn/ZnO NPs
• ISSN: 2077-5830; 2312-6671
• DOI: 10.31257/2018/JKP/2022/140105

In this research, Zn/ZnO Nanoparticles (NPS) were prepared via the Pulse Laser Ablation (PLA) method using three liquids (Ethanol, Acetone, and Distilled Water). Zn/ZnO NPs were synthesized via an Nd-YAG laser with a wavelength of 1064 nm, applied energy of 800 mJ, a frequency of 6 Hz, and 100 laser pulses at room temperature. The Zn metal plate was dipped in Ethanol, Acetone, and Distilled Water, respectively. The UV-Vis results shows sharp and single peaks at 320, 341, and 333 nm for Zn/ZnO NPs in Ethanol, Acetone, and Distilled Water respectively. FTIR testing shows peaks at about 500 cm¹ for Zn/ZnO NPS in Ethanol, Acetone, and Distilled Water, which indicates Zn-O stretching vibrations. XRD investigation shows low-angle peaks at 23.31°, 23.81°, and 19.20° for Zn/ZnO NPs in Ethanol, Acetone, and Distilled Water, respectively. In addition, a sharp peak of high intensity was observed at 13.54° for Zn/ZnO Core/Shell NPs in Acetone. These peaks indicate that the structure is stable and undistorted. These patterns emphasize compact pore arrangements. The lower intensity of the gradient peaks indicates that ZnO formed at a preferred site. Nor did high-angle XRD patterns appear, indicating that the formed ZnO NPS are so small to be distinct from background noise or undetectable by widish angle XRD. The broad XRD peak at 20 angles from 20° to 30° can also confirm that ZnO is low-crystalline. The TEM images show the presence of Zn/ZnO NPs in Ethanol, Acetone, and Distilled Water with a size of less than 50 nm, and TEM analysis confirms that the primary structure of Zn/ZnO NPs is a Core/Shell.
في هذه الدراسة ، ثـم تحضير جسيمات الزنك/أوكسيد الزنك (Zn/ZnO) نواة قشرة الثانوية بطريقة الاستئصال بالليزر النبضي في ثلاثة أنواع من السوائل (الإيثانول والأسيتون والماء المقطر). ثـم تصنيع جسيمات الـ Zn/ZnO نواة قشرة النانوية عبر ليزر Nd-YAG بطول موجة 1064 نانومتر وطاقة مركزة 800 مللي جـول وتردد 6 هرتز وعدد نبضات ۱۰۰ نبضة ليزر ، عند درجة حرارة الغرفة. تم غمس صفيحة الـ Zn المعدنية في الإيثانول والأسيتون والماء المقطر على التوالي.. تظهر نتائج الـ UV-Vis قمنا حادة ومنفردة عند ٣٢٠ و 341 و ۳۳۳ نانومتر لجسيمات الـ Zn/ZnO نواة قشرة النانويـة فـي الإيثانول والأسيتون والماء المقطر على التوالي ، تشير قمم الامتصاص هذه بأطوال موجيـة قصيرة إلى وجود جسيمات الـ Zn/ZnO نواة قشرة النانوية بأحجام صغيرة جدا. يظهـر الـ FTIR قممـا عنـد حوالي 500 سم لجسيمات الـ Zn/ZnO نواة قشرة النانوية في الإيثانول والأسيتون والماء المقطر وهذا ما يشير إلى اهتزازات تمدد Zn-O. يظهر الـ XRD قمما منخفضة الزاوية عند ۲۳.۳۱ ۶ و ۲۳٫۸۱ ۶ و ۱۹.۲۰ * لجسيمات الـ Zn/ZnO نواة قشرة النانويـة فـي الإيثانول والأسيتون والماء المقطر ، على التوالي، بالإضافة إلى ذلك ، يظهر ذروة حادة عالية الشدة عند 13.54 * لجسيمات الـ Zn/ZnO نواة قشرة النانوية في الأسيتون. تشير هذه القمم إلى أن الهيكل مستقر وغيـر مشـوه. تؤكد هذه الأنماط على ترتيبات المسام المدمجة. تشير الشدة المنخفضة لقسم التدرج إلى أن ZnO تشكل في موقع مفضل. كما لم تظهر أنماط الـ XRD عالية الزاوية ، مما يشير إلى أن جسيمات الـ Zn/ZnO نواة قشرة النانوية المتكونة صغيرة جدا بحيث لا يمكن تمييزها عن ضوضاء الخلفية أو لا يمكن اكتشافها بواسطة الـ XRD عالي الزاوية. أيضا يمكن أن تؤكد ذروة XRD الواسعة عند زوايا الـ ٢٥ من ٢٠ " إلى 30 " أن ZnO منخفض التبلور, تظهر صور الـ TEM وجود جسيمات الـ Zn/ZnO نواة قشرة النانوية في الإيثانول والأسيتون والماء المقطر بحجم أقل من 50 الهيكل الأساسي لجسيمات الـ Zn/ZnO الثانوية هو نواة |+| of 9