E g n , в соответствии с [9,64], связана с радиусом наночастицы уравнением:
E g n = E g bulk + [ ħ 2 π 2 (1/m e o +1/m h o )]/2R 2 - 1,8e 2 /4 πεR ,
(9)
где
E g bulk –
ширина запрещенной зоны макроскопического кристалла,
R –
радиус
наночастицы;
ħ –
постоянная Планка;
m e o и
m h o –
эффективные массы электрона
и
дырки,
соответственно;
ε –
диэлектрическая
проницаемость
макроскопического материала. Значение
E g bulk для сульфида цинка при
комнатной температуре составляет 3,6 эВ [65].
Для наночастиц сульфида цинка на основании значения ширины
запрещенной зоны
E g n их радиус
R может быть рассчитан по уравнению [53,66]:
R= (0,62- 5,8√E g n – 3,49) / (3,50- E g n ) .
(10)
Возрастание общего содержания ZnS в золе приводит к увеличению
размеров нанокристаллов.
На рис. 29 приведены спектры поглощения золей с одинаковым
содержанием сульфида цинка, но с различной концентрацией ПВП. Видно, что
уменьшение содержания ПВП слабо сдвигает край поглощения в
длинноволновую часть спектра. Наблюдаемая тенденция изменения
спектральных свойств золей и размеров нанокристаллов соответствует
39
результатам комплексного исследования порошкообразных материалов,
полученных осаждением из золей ZnS, стабилизированных низкомолекулярным
(