Влияние легирования 3$d$-элементами (Co, Ni, Cu) на собственную дефектную структуру и фотокаталитические свойства наноструктурированного ZnO с трубчатой морфологией агрегатов

Методами спектроскопии оптического поглощения и электронного парамагнитного резонанса исследованы полученные прекурсорным способом наноструктурированные твердые растворы состава Zn$_{0.95}$M$_{0.05}$O (M = Co, Ni, Cu) с трубчатой формой агрегатов. Установлена зависимость концентрации собственных дефектов V$^+_{\mathrm{O}}$ и ширины эффективной запрещенной зоны от типа легирующего элемента. На примере реакции окисления растворенного в воде гидрохинона показано, что повышение фотокаталитической активности в ряду ZnO $\to$ Zn$_{0.95}$Ni$_{0.05}$О $\to$ Zn$_{0.95}$Co$_{0.05}$O $\to$ Zn$_{0.95}$Cu$_{0.05}$O в ультрафиолетовом и видимом диапазонах спектра коррелирует с уменьшением в этом ряду ширины запрещенной зоны и увеличением количества кислородных вакансий V$^+_{\mathrm{O}}$.