Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (5), 530–538
Preparation and investigation of the screen-printed cobalt oxide (Co3O4) nanostructured thick film with annealing temperature
Ujwala M. Pagar – Department of Physics, H.P.T. Arts and R.Y.K. Science College, Nashik 422005, (M.S.) India; ujwalapagar7@gmail.com
Uglal P. Shinde – Department of Physics, L.V.H. Arts, Science and Commerce College, Nashik 422005, (M.S.) India; upshinde1965@gmail.com
Corresponding author: Ujwala M. Pagar, ujwalapagar7@gmail.com
DOI 10.17586/2220-8054-2022-13-5-530-538
ABSTRACT In this study, spinel type cobalt oxide (Co3O4) thick films are deposited on glass substrate by screen printing technique. All characterization was carried out for unannealed, annealed at 250 – 400 °C. The X-ray Diffraction (XRD) analysis indicates that prepared films have polycrystalline nature with cubic structure having preferential orientation through (311) plane. Crystallite size is found to be 18.52 nm. The lattice parameter found to be 8.036 – 8.138 A° approaches to standard value (a = 8:08 A° ). Scanning Electron Microscopy
(SEM) analysis of prepared films shows agglomeration of nanoparticles, occurrence of spherical-shaped grain aggregations. Spherical grain size increases from 47.66 to 77.33 nm with increase in annealing temperatures. A relation between structural and morphological properties is noted. The Energy Dispersive Analysis by X-Ray (EDAX) shows that all compositions have desired stoichiometric ratios. Besides electrical measurements, film D.C. resistance, resistivity was measured. It allows us to conclude that assured material has semiconducting nature. Specific surface area, Temperature Coefficient of Resistance (TCR), activation energy decreases with increase in annealing temperature were calculated. It was shown that structural, morphological and electrical properties of Co3O4 films were improved by increasing annealing temperature.
KEYWORDS Co3O4, thick films, XRD, SEM-EDAX, resistivity, TCR, activation energy
ACKNOWLEDGEMENTS The authors wish to thank the Physics Research center M.S.G. College Malegaon camp Malegaon for giving instrument facilities to carry out this research work. Authors are also thankful to Savitribai Phule Pune University, Pune for providing EDAX and SEM characterization results.
FOR CITATION Pagar U.M., Shinde U.P. Preparation and investigation of the screen-printed cobalt oxide (Co3O4) nanostructured thick film with annealing temperature. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (5), 530–538.
[In Russian] Уйвала М.Пагар, Угвал П. Шинде
Получение и исследование толстой наноструктурированной пленки оксида кобальта (Co3O4) методом трафаретной печати с температурой отжига
АННОТАЦИЯ В этом исследовании толстые пленки оксида кобальта (Co3O4) шпинельного типа наносятся на стеклянную подложку методом трафаретной печати. Все характеристики проводились для неотожженных, а также отожженных при 250 °C и -400°C. Рентгеноструктурный анализ (XRD) показывает, что полученные пленки имеют поликристаллическую природу с кубической структурой, имеющей преимущественную ориентацию через плоскость (311). Установлено, что размер кристаллитов составляет 18,52 нм. Установленный параметр решетки 8,036-8,138 A0 приближается к стандартному значению (a=8,08A0). Анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) полученных пленок показывает агломерацию наночастиц, появление скоплений зерен сферической формы. Размер сферического зерна увеличивается с 47,66 нм до 77,33 нм с увеличением температуры отжига. Отмечается связь между структурными и морфологическими свойствами. Энергодисперсионный анализ с помощью рентгеновских лучей (EDAX) показывает, что все композиции имеют желаемые стехиометрические соотношения. Кроме электрических измерений измеряли сопротивление пленки постоянному току, удельное сопротивление. Это позволяет сделать вывод, что гарантированно материал имеет полупроводниковую природу. Рассчитаны удельная поверхность, температурный коэффициент сопротивления (ТКС), энергия активации уменьшается с увеличением температуры отжига. Показано, что структурно-морфологические и электрические свойства пленок Co3O4 улучшаются при повышении температуры отжига.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА Co3O4, толстые пленки, XRD, SEM-EDAX, удельное сопротивление, TCR, энергия активации.
