Nanostrukturētu fotoaktīvu pārklājumu iegūšana un to morfoloģijas, struktūras un īpašību izpēte

Abstract

Šajā darbā tiek lielākoties pētīts titāna dioksīds ar anatāza struktūru tā fotoaktivitātes īpašību dēļ, kuras var tikt izmantotas ūdens fotokatalīzes iekārtās un organiskajās optoelektriskajās iekārtās. Šajā darbā tiek aprakstīti anodēšanas apstākļi, kas nepieciešami lai iegūtu stabilus plānu kārtiņu TiO2 pārklājumus, kuri ir veidoti no vertikāli orientētām nanocaurulītēm, kuru aptuvenais augstums ir no 200 līdz 400 nm, iekšējais caurulītes diametrs ap 40 – 50 nm un sieniņu biezums ap 20 nm. Iegūto caurulīšu no centra līdz centram attālums ir aptuveni 100nm. Paraugi tika karsēti pie 500°C un pēc karsēšanas TiO2 slānis sastāv lielākoties no anatāza kristāliskās fāzes ar nelieliem rutila piejaukumiem, kā var izsecināt no XRD spektroskopijas. Paraugi tika arī pētīti ar Ramana spektroskopu. Paraugiem tika mērīta fotostrāva un foto EDS un tika secināts, ka iegūtā anatāza kristāliskā fāze ir lielākoties jutīga pret UV gaismu. Tika secināts, ka līdzīgus paraugus varētu izmantot fotoķīmiskai ūdens sadalīšanai.

Titania with anatase structure is investigated due to its photo-active properties that can be used in the water photocatalysis applications and in the organic photovoltaic devices. In this work the anodization conditions are described to obtain stable thin film TiO2 layers formed from vertically oriented nanotubes with approximate height from 200 to 400 nm, inner tube diameter 48 nm and wall thickness 20 nm, but centre to centre distance 100 nm. Annealed at 500oC TiO2 layer mostly consists from oxide with anatase structure, though XRD spectroscopy shows rutile impurities as well. Samples were also investigated using Raman spectroscopy. Photo EDS and current were measured of the obtained TiO2 samples. It has been concluded, that the obtained anatase structure TiO2 layer is mostly sensitive to UV light and could be possibly used for photochemical water splitting.