X射线衍射(XRD)分析克洛克曼石硒化铜纳米颗粒

利用微波辐射技术^[1]制备了硒化铜（CuSe）纳米粒子（NP）。研究了辐照时间对 CuSe 纳米粒子结构性能的影响。 XRD 结果证实了 CuSe 纳米颗粒的六方（克洛克曼石）结构的形成。

不同的 X 射线衍射剖面分析技术包括应变尺寸图 (SSP)、Scherer 方法 (S-M)、Monshi-Scherer 方法 (MSM)、Halder-Wagner (H–W) 技术和 Williamson-Hall 技术 (WHM)^[2,3]用于使用 XRD 峰展宽分析检查辐照时间对 CuSe 纳米颗粒尺寸和固有应变的影响。

采用Williamson-Hall技术的均匀变形模型、均匀应力变形模型以及均匀能量密度变形模型来计算CuSe纳米粒子的平均晶粒尺寸。还计算了涉及应力和能量密度的基本物理变量。

此外，除了原子力显微镜 (AFM) 之外，还使用场发射扫描电子显微镜 (FESEM) 来根据不同的照射时间确定 CuSe 纳米颗粒的平均粒径。发现所得结果与 XRD 剖面分析方法的结果一致且具有可比性。

拉曼光谱揭示了归因于 CuSe 振动模式的三个振动带。此外，还研究了合成的 CuSe 纳米粒子的光学特性。所得结果表明，随着照射时间的增加，光学带隙从 2.43 eV 减小到 2.71 eV。光致发光研究显示两个峰分别位于 530 和 610 nm。

因此，可以推断，内应变的包含对于微波辅助合成技术合成的 CuSe NPs 尺寸和微应变的估计起着重要作用。

通过微波辅助合成程序成功制造了硒化铜纳米粒子。研究了微波功率条件对光学和结构性能的影响。 XRD结果表明获得了六方(Klockmannite)结构的晶相。

随着照射时间的增加，微晶尺寸从 45.14 nm 扩大到 123.85 nm。使用各种 XRD 轮廓分析方法获得的估计微晶尺寸被发现与著名的谢勒方法估计的微晶尺寸相当，并且也与 FESEM 和 AFM 分析确定的颗粒尺寸一致。

从拉曼光谱中观察到三个与CuSe振动模式非常吻合的拉曼振动带。随着照射时间的增加，能带隙从 2.43 eV 增加到 2.71 eV。从 PL 光谱中检测到强橙色发射（610 nm）和弱绿色发射（530 nm）。

因此，可以得出结论，包含内在应变对 CuSe 纳米颗粒尺寸的估计有重大影响。因此，本研究报告了一种环保、廉价且节省时间的简便合成路线，用于合成可用于光电子和太阳能电池应用的半导体纳米材料。

[1] I.G. Shitu, Z.A. Talib, J.Y.C. Liew, M.M.A. Kechick, H. Baqiah, H.K. Lee, A.Muhammad, Facile microwave-assisted synthesis and characterization of CuSe nanosheets: effect of EDTA concentration, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 31 (16) (2020) 13549–13560.

[2] I.G. Shitu, Z.A. Talib, J.L.Y. Chi, M.M.A. Kechick, H. Baqiah, Influence of tartaric acid concentration on structural and optical properties of CuSe nanoparticles synthesized via microwave assisted method, Results Phys. 17 (2020), 103041.

[3] I.G. Shitu, Z.A. Talib, J.Y.C. Liew, M.M.A. Kechick, H. Baqiah, H.K. Lee, A.Muhammad, Facile microwave-assisted synthesis and characterization of CuSe nanosheets: effect of EDTA concentration, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 31 (16) (2020) 13549–13560.

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