In this work, coral-like micro/nano zinc oxide (ZnO) thin films are synthesized onto glass substrates using the low-cost spray pyrolysis (SP) method without using a metal catalyst or surfactant. The films are prepared at substrate temperature T s = 350 ± 3°C, using oxygen as the carrier gas. The structure, surface morphology, composition, and optical properties of the as-deposited thin films are characterized using x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy with energy dispersive x-ray spectroscopy (SEM–EDS), and UV–VIS spectroscopy, respectively. ImageJ software is used to produce the plot profiles and surface occupancy plots. The XRD diffractogram showed that the films are polycrystalline with hexagonal (wurtzite) structure. SEM observations revealed the formation of coral-like products of different shapes with a wide range of dimensions. The EDS spectrum showed that the films contain Cl in addition to Zn and O. Absorbance is used to infer the transmittance and to estimate the band gap energy, which is found to be E g = 3.37 eV. The fourth derivative of the absorbance revealed the three free exciton peaks A, B, and C. In addition, a strong broad absorption band with several sharp lines is detected in the energy range 1.77–2.50 eV and a weaker absorption band in the energy range 2.48–2.80 eV. This non-catalyst production of coral-like ZnO micro/nano thin films on glass substrates may have potential applications in the industry of nanoelectronic and nanooptical devices, optoelectronics, sensors, nanoscale mechanics research, and solar cells.

中文翻译：

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在玻璃基板上喷涂沉积珊瑚状氧化锌微/纳米薄膜

在这项工作中，在不使用金属催化剂或表面活性剂的情况下，使用低成本的喷雾热解 (SP) 方法将珊瑚状微/纳米氧化锌 (ZnO) 薄膜合成到玻璃基板上。薄膜是在衬底温度 T s = 350 ± 3°C 下制备的，使用氧气作为载气。使用 x 射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜与能量色散 x 射线光谱 (SEM-EDS) 和 UV-VIS 光谱表征沉积后薄膜的结构、表面形貌、组成和光学性质， 分别。ImageJ 软件用于生成绘图轮廓和表面占用图。XRD 衍射图表明薄膜是具有六方（纤锌矿）结构的多晶薄膜。扫描电镜观察揭示了形成具有广泛尺寸范围的不同形状的珊瑚状产品。EDS 光谱表明，除 Zn 和 O 外，薄膜还含有 Cl。吸收率用于推断透射率和估计带隙能量，发现其为 E g = 3.37 eV。吸光度的四阶导数显示了三个自由激子峰 A、B 和 C。此外，在 1.77-2.50 eV 的能量范围内检测到具有数条锐线的强宽吸收带，在能量范围内检测到较弱的吸收带2.48–2.80 eV。这种在玻璃基板上的珊瑚状 ZnO 微/纳米薄膜的非催化剂生产可能在纳米电子和纳米光学器件、光电子学、传感器、纳米级力学研究和太阳能电池行业中具有潜在的应用。EDS 光谱表明，除 Zn 和 O 外，薄膜还含有 Cl。吸收率用于推断透射率和估计带隙能量，发现其为 E g = 3.37 eV。吸光度的四阶导数显示了三个自由激子峰 A、B 和 C。此外，在 1.77-2.50 eV 的能量范围内检测到具有数条锐线的强宽吸收带，在能量范围内检测到较弱的吸收带2.48–2.80 eV。这种在玻璃基板上的珊瑚状 ZnO 微/纳米薄膜的非催化剂生产可能在纳米电子和纳米光学器件、光电子学、传感器、纳米级力学研究和太阳能电池行业中具有潜在的应用。EDS 光谱表明，除 Zn 和 O 外，薄膜还含有 Cl。吸收率用于推断透射率和估计带隙能量，发现其为 E g = 3.37 eV。吸光度的四阶导数显示了三个自由激子峰 A、B 和 C。此外，在 1.77-2.50 eV 的能量范围内检测到具有数条锐线的强宽吸收带，在能量范围内检测到较弱的吸收带2.48–2.80 eV。这种在玻璃基板上的珊瑚状 ZnO 微/纳米薄膜的非催化剂生产可能在纳米电子和纳米光学器件、光电子学、传感器、纳米级力学研究和太阳能电池行业中具有潜在的应用。发现 E g = 3.37 eV。吸光度的四阶导数显示了三个自由激子峰 A、B 和 C。此外，在 1.77-2.50 eV 的能量范围内检测到具有数条锐线的强宽吸收带，在能量范围内检测到较弱的吸收带2.48–2.80 eV。这种在玻璃基板上的珊瑚状 ZnO 微/纳米薄膜的非催化剂生产可能在纳米电子和纳米光学器件、光电子学、传感器、纳米级力学研究和太阳能电池行业中具有潜在的应用。发现 E g = 3.37 eV。吸光度的四阶导数显示了三个自由激子峰 A、B 和 C。此外，在 1.77-2.50 eV 的能量范围内检测到具有数条锐线的强宽吸收带，在能量范围内检测到较弱的吸收带2.48–2.80 eV。这种在玻璃基板上的珊瑚状 ZnO 微/纳米薄膜的非催化剂生产可能在纳米电子和纳米光学器件、光电子学、传感器、纳米级力学研究和太阳能电池行业中具有潜在的应用。