Hydrothermal Synthesis of Cuprous Oxide Nanoflowers and Characterization of Their Optical Properties

Bakır Oksit Nanoçiçeklerin Hidrotermal Sentezi ve Optik Özelliklerinin Karakterizasyonu

Abstract

In this study, the facile, one-step synthesis of cuprous oxidenanostructures via hydrothermal reaction is reported. Nanoflower-like cuprousoxides with average sizes of ~230 nm are synthesized by using copper (Cu) acetatemonohydrate as the Cu source, glucose as the reducing agent andpolyvinylpyrrolidone (PVP) as the surfactant in basic aqueous solutions at 140oCfor 6 h. The effects of the NaOH content on the morphology of synthesizedstructures are also investigated, where hexapods were synthesized when no NaOHused and submicron sized octahedra were obtained with increased NaOH amount.The optical properties of the synthesized structures are studied by usingphotoluminescence (PL) and UV-Vis spectroscopy. PL spectra revealed thepresence of different band edge emissions located at similar wavelengths for allthe three samples, where the intensity of the emissions varied from sample tosample. An absorbance peak located at ~355 nm and a direct bandgap value ofabout Eg = 2.16 eV are measured via UV-Vis spectroscopy of the nanoflower-likecuprous oxides.

Özet

Bu çalışmada, bakır oksit nanoyapıların basit ve tek seferde hidrotermal yöntem ile sentezi rapor edildi. Ortalama ~230 nm boyutlara sahip nanoçiçek benzeri bakır oksit yapıları bakır (Cu) asetatın bakır kaynağı, glükozun redükleyici ajan ve polivinilpirolidonun (PVP) yüzey aktif madde olarak kullanıldığı bazik sulu çözelti içerisinde 140oC’de 6 saat sürede sentezlendi. Ek olarak, NaOH içeriğinin sentezlenen yapıların morfolojileri üzerindeki etkileri incelendi ve hiç NaOH kullanılmadığı zaman altıayaklı yapıların oluştuğu, NaOH oranı arttırıldığında ise mikron altı boyutlara sahip sekizyüzlülerin oluştuğu gözlemlendi. Sentezlenen yapıların optik özellikleri fotolüminisans (PL) ve UV-Vis spektroskopileri kullanarak incelendi. PL spektroskopisi her üç numune için de benzer dalga boylarına sahip, şiddetleri numuneden numuneye değişen, farklı bant kenar ışımalarının varlığını ortaya koydu. Nanoçiçek benzeri bakır oksit yapıları için yaklaşık 355 nm’de yer alan bir absorbans piki ve yaklaşık Eg = 2.16 eV olan bir doğrudan bant aralığı değeri UV-Vis spektroskopisi kullanılarak ölçüldü.