Comparison of Characteristics of Thermostimulated Luminescence of CdS Nanostructures Obtained by Green Synthesis and Chemical Method

Abstract

Методом термолюмінесценції (ТЛ) в інтервалі температур 80-400 К вперше досліджено наночастинки CdS, отримані зеленим синтезом в біосистемах базидіального гриба Pleurotus ostreatus та коренів льонку Linaria maroccana. Для порівняння характеристик ТЛ наночастинок CdS, отриманих зеленим синтезом з іншими, досліджено зразки двох типів CdS, нано- та мікророзмірів, вирощених хімічними методами. Оскільки інтенсивність люмінесценції була незначною, а інтегральна крива ТЛ практично не розділялась на елементарні піки, енергії активації визначались за формою елементарних кривих ТЛ, які отримувались в результаті розкладу інтегральної кривої на елементарні контури згідно формул для лінійної та квадратичної кінетики ТЛ. Встановлено, що значення енергії активації пасток кривих ТЛ наночастинок CdS, отриманих зеленим синтезом, лежать в межах 0.09-0.53 еВ, що корелює з отриманими значеннями енергії активації для відповідних смуг ТЛ зразків CdS, отриманих хімічними методами (0.07-0.62 еВ). Для всіх типів зразків CdS криві ТЛ мають подібну форму і практично один склад елементарних піків, які відрізняються лише розподілом інтенсивностей окремих піків. Тобто, незалежно від методу синтезу частинок, вони мають подібну дефектну структуру, і, відповідно, подібну природу ТЛ. В цілому, на підставі ТЛ досліджень робиться висновок, що наночастинки CdS, отримані зеленим синтезом за допомогою Pleurotus ostreatus та Linaria maroccana є достатньо якісними, за своєю дефектною структурою вони практично не відрізняються від наночастинок CdS, отриманими традиційними хімічними методами, і є перспективним матеріалом для широкого застосування, причому такий CdS є порівняно екологічним матеріалом.

CdS nanoparticles obtained by green synthesis in biosystems of the basidiomycete fungus Pleurotus ostreatus and roots of Linaria maroccana were studied for the first time by the method of thermoluminescence (TL) in the temperature range 80-400 K. To compare the TL characteristics of CdS nanoparticles obtained by green synthesis with others, samples of two types of CdS, of nano- and micro-sizes, grown by chemical methods, were studied. Since the luminescence intensity was low and the integral TL curve was practically not divided into elementary peaks, activation energies were determined by the form of elementary TL curves, which were obtained by decomposing the integral curve into elementary contours according to the formulas for linear and quadratic TL kinetics. It was found that the values of activation energy of traps of CdS nanoparticles obtained by green synthesis are in the range of 0.09-0.53 eV, which correlates with the obtained values of activation energy for the corresponding TL bands of CdS samples obtained by chemical methods (0.07-0.62 eV). For all types of CdS samples, the TL curves have a similar shape and almost one composition of elementary peaks, which differ only in the intensity distribution of individual peaks. That is, regardless of the method of particle synthesis, they have a similar defective structure, and, accordingly, a similar nature of TL. In general, based on TL studies, it is concluded that CdS nanoparticles obtained by green synthesis are of sufficient quality, in their defective structure they are almost indistinguishable from CdS nanoparticles obtained by traditional chemical methods, and is a promising material for widespread use, and such CdS is a relatively environmentally friendly material.