Cấu trúc tinh thể:
ZnO là chất bán dẫn, có vùng cấm rộng ở nhiệt độ phòng cỡ 3.3 eV [11,25]. Tinh thể ZnO tồn tại dưới 3 dạng cấu trúc: cấu trúc lục giác Wurtzire ở điều kiện thường, cấu trúc lập phương giả kẽm ở nhiệt độ cao và cấu trúc lập phương kiểu NaCl xuất hiện ở áp suất cao[1]. Trong đó cấu trúc lục giác Wurtzire là cấu trúc tinh thể bên vững nhất. Cấu trúc lục giác Wurtzite của ZnO dựa trên liên kết đồng hóa trị của một nguyên tử với bốn nguyên tử lân cận.Trong mỗi ô đơn vị ZnO chứa hai ion Zn2+ và ion O2-. Hằng số mạng a, c dao động khoảng 0,32495 – 0,32860nm và 0,52069 – 0,5214nm.
Hình1.9. Cấu trúc tinh thể ZnO
Tính chất của ZnO
ZnO tinh khiết không màu và trong suốt. Ở điều kiện thường kẽm oxit có dạng bột trắng mịn. Khi nung trên 3000C, nó chuyển sang màu vàng (sau khi làm lạnh thì trở lại màu trắng).
Bảng 1.4. Một vài thông số của ZnO
Hằng số mạng (300 K): a0, c0, c0/a0 0,32495 nm; 0,52069 nm; 1,602
Năng lượng vùng cấm 3,3 eV (ở 300 K), tới 3,437 eV (ở 4,2K)
Khối lượng riêng 5,606 g/cm3
Nhiệt độ nóng chảy 19750C
Cấu trúc tinh thể Phối trí (số phối tri 4)
Cấu trúc mạng tinh thể Mạng ion
Độ cứng 4 – 5.5
∆Htt (KJ/mol) -348.28
Vì ZnO có vùng cấm rộng (3.3 eV) nên chủ yếu ánh sáng tử ngoại (UV) mới có thể kích thích được điện tử từ vùng hóa trị lên vùng dẫn và gây ra hiện tượng xúc tác quang. So với TiO2 thì ZnO có độ rộng vùng cấm tương đương (độ rộng vùng cấm của TiO2 là 3,2 eV) nhưng ZnO hấp thụ nhiều phổ mặt trời hơn [25].
Vì vậy, trong đề tài này đã sử dụng phương pháp biến tính ZnO trên TiO2 để mở rộng vùng ánh sáng tác dụng của vật liệu.