Impact of temperature and lanthanide ion doping on the fabrication of nano sized zinc borate materials

Bu çalışmada, nano boyutlu çinko ortaboratlar, çözeltide yanma sentezi yöntemi (SCS) ile başarıyla sentezlendi. Kullanılan malzemeler çinko(II) nitrat hekzahidrat ve borik asit ile çeşitli nadir toprak elementleridir (Dy3+, Eu3+, Sm3+ ve Tb3+). Sentezlenen çinko ortoboratların yapısal özellikleri, XRD karakterizasyonu ile analiz edildi, FTIR analizi ve UV-VIS spektroskopisi yapıldı. Farklı lantanit elementlerin ve sıcaklığın (400-900oC) sentezlenen çinko ortoboratların yapısal özellikleri üzerindeki etkisi, XRD karakterizasyonu kullanılarak,analiz edildi. Alfa-çinko ortoboratları daha düşük sıcaklıkta (400-500oC) triklinik kristal yapıda elde edilirken, daha yüksek sıcaklıkta (≥700oC) monoklinik kristal yapıda oluşmuştur. FTIR verileri incelendiğinde çinko ortoboratların karakteristik bantları BO3 titreşimleri esnemesi 695-720 cm-1 de belirlenirken, simetrik gerilmeleri 1010-1065 cm-1 de, simetrik olmayan esnemeler 1220-1245 cm-1 de görülmüştür. Ürünlerin optik özellikleri UV-VIS spektroskopisi ile incelendi. Absorbans ve yansıma spektrumları 200-900 nm arasında belirlendi. UV-VIS spektrumlarına göre 200-400 nm aralığında ultraviyole bölgede bantlar tespit edilmiştir. Tauc grafiğinin x eksenindeki eğrinin kesişimi alınarak UV-VIS absorbans değerleri kullanılarak optik bant aralığı enerjileri belirlendi. Bulunan bant aralığı enerjilerinin 5,14 ile 5,40 arasında olduğu görülmektedir. Bu değerler lantanit iyonunun konsantrasyonuna ve sıcaklığa bağlı olarak değişir.