Фотолюмінесценція та оптичне поглинання чистого нанокристалічного ТiО2анатазу та рутилу при кімнатній температурі

Автори	Л. Кернажицький¹, В. Шимановська¹ , T. Гаврилко¹, В. Наумов² , Л. Федоренко² , В. Кшнякін³
Приналежність	¹ Інститут фізики НАН України, пр. Науки, 46, 03650 Київ, Україна, ² Інститут напівпровідників ім. В.Е. Лашкарева НАН України, пр. Науки, 41, 03028 Київ, Україна, ³ Сумський Державний Університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007, Суми, Україна
Е-mail	kern@iop.kiev.ua
Випуск	Том 5, Рік 2013, Номер 3
Дати	Одержано 12.04.2013, опубліковано online 17.10.2013
Посилання	Л. Кернажицький, В. Шимановська, T. Гаврилко, та ін., Ж. Нано- електрон. фіз. 5 № 3, 03047 (2013)
DOI
PACS Number(s)	61.46. + w, 61.72.Ji, 71.35. – y, 33.50.Dq
Ключові слова	Діоксид титану (7) , Анатаз (6) , Рутил (4) , Фотолюмінесценція (29) , Оптичне поглинання (7) .
Анотація	Проведено дослідження фотолюмінесценції та оптичного поглинання нанокристалічних зразків TiO2 анатазу та рутилу при кімнатній температурі. Зразки TiO2 синтезовано у формі чистого анатазу або рутилу та досліджено методами рентгенівської дифракції, рентгенівської флуоресценції, спектроскопії комбінаційного розсіювання світла, оптичного поглинання та фотолюмінесценції (ФЛ). ФЛ вивчали при збудженні TiO2 інтенсивним УФ (3.68 eВ) випромінюванням азотного лазера. Вперше для нанокристалічного TiO2 зареєстровано спектри ФЛ з високою роздільною здатністю при кімнатній температурі, у тому числі смуги екситонних і міжзонних переходів. Зроблено висновок, що процеси поглинання та випромінювання світла поблизу краю забороненої зони відбуваються за участю тих же самих електронних переходів. ФЛ смуги, включаючи піки при 2.71-2.81 еВ в анатазі і рутилі, виникають внаслідок екситонної рекомбінації за участю кисневих вакансій гратки TiO2. Екситонна смуга при 2,91 еВ приписується рекомбінацїї автолокалізованих екситонів в анатазі або вільних екситонів в рутилі, відповідно. ФЛ смуги в спектральному діапазоні 3.0-3.3 еВ віднесено до непрямих та прямих дозволених переходів і є наслідком міжзонної e –-h + рекомбінації. ФЛ смуги при 3.03 еВ та 3.26 еВ віднесено до випромінювання вільних екситонів поблизу краю фундаментального поглинання рутилу і анатазу, відповідно. Обговорюється вплив кристалічної структури TiO2 і температури термообробки зразків на спектри фотолюмінесценції і оптичного поглинання.
	Перелік посилань Повний текст Переклад англійською

Інші статті цього номера

1) Characterization of Coated Fe-Doped Zinc Oxide Nanostructures [03001-1-03001-4]
2) Synthesis of Cerium Dioxide High-k Thin Films as a Gate Dielectric in MOS Capacitor [03002-1-03002-3]
3) Volatile and Non-Volatile Single Electron Memory [03003-1-03003-7]
4) Modeling Optical and Electronic Properties of Silica Nano-Clusters in Silicon Rich Oxide Films [03004-1-03004-6]
5) Electron States and Quasienergy Spectrum of the Graphene Exposed to the Electromagnetic Wave [03005-1-03005-4]
6) Spectroscopic Characterization of GaAs and AlxGa1 – xAs / AlyGa1 – yAs Quantum Well Heterostructures [03006-1-03006-4]
7) A Comparative Study on the Optical Properties of Multilayer CdSe / CdTe Thin Film with Single Layer CdTe and CdSe Films [03007-1-03007-3]
8) Analog and RF Performance Evaluation of Dual Metal Double Gate High-k Stack (DMDG-HKS) MOSFETs [03008-1-03008-8]
9) Темплат як інструмент групової нанотехнології [03009-1-03009-4]
10) Optical Properties of Poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl) and Poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl) / [6,6]-Phenyl C61-butyric Acid 3-ethylthiophene Ester Thin Films [03010-1-03010-4]
11) Photovoltaic Properties of Poly (3-Hexylthiophene): [6, 6]-Phenyl C61-Butyric Acid 3-Ethylthiophene Thin Films [03011-1-03011-4]
12) Influence of the Substrates Nature on Optical and Structural Characteristics of SnO2 Thin Film Prepared by Sol-Gel Technique [03012-1-03012-5]
13) Effect of Cobalt Doping on FT-IR, Raman Spectra and Thermal Stability of Lead Iodate Crystals [03013-1-03013-3]
14) Механізм та умови формування наноострівцевих структур при вакуумному відпалі надтонких металевих плівок [03014-1-03014-7]
15) ZnO-CdS Powder Nanocomposite: Synthesis, Structural and Optical Characterization [03015-1-03015-3]
16) Effect of pH Variation on the Structural and Optoelectronic Properties of Zinc Sulfide Nanoparticles Capped with Sodium Carboxymethyl Cellulose [03016-1-03016-5]
17) Structural and Optical Properties of Cu2ZnSnS4 Nanoparticles for Solar Cell Applications [03017-1-03017-4]
18) Фрикційна анізотропія металевих наночастинок адсорбованих на графені [03018-1-03018-8]
19) Effect of Substrate Temperature on Structural and Optical Properties of Nanocrystalline CdTe Thin Films Deposited by Electron Beam Evaporation [03019-1-03019-4]
20) Модель пружної пластини підкріплена регулярною системою нанострижнів [03020-1-03020-5]
21) Structural and Optical Properties of CdS Thin Film Grown by Chemical Bath Deposition [03021-1-03021-5]
22) Characterization of CoTiO3 Nanocrystallites Prepared by Homogeneous Precipitation Method [03022-1-03022-3]
23) Electronic and Optical Properties of GaN / AlN Multiple Quantum Wells under Static External Magnetic Field [03023-1-03023-5]
24) Stress Topology within Silicon Single-Crystal Cantilever Beam [03024-1-03024-5]
25) Justification of Visualization Technique of Domain Structure with Raman Scattering [03025-1-03025-4]
26) Low Temperature Electrical Resistivity Studies in Lead Thin Films [03026-1-03026-3]
27) Фоточутливі гетеропереходи n-In2O3 / p-InSe з наноструктурованою поверхнею фронтального шару [03027-1-03027-5]
28) Нанокомпозитний матеріал на основі шаруватих кристалів GaSe та InSe, інтеркальованих сегнетоелектриком RbNO3 [03028-1-03028-7]
29) Методика визначення рівноважної відстані двохчасткового міжатомного потенціалу на основі аналізу енергії кристалічної решітки речовини [03029-1-03029-4]
30) Просторово-часові коливання релаксаційного та претурбулентного типу в ідеальних обмежених аморфних сплавах [03030-1-03030-8]
31) Оптичні спектри та колір колоїдів срібла [03031-1-03031-8]
32) Узгодження каскадів високочастотних електронних пристроїв [03032-1-03032-4]
33) Отримання поруватого ZnSe методом електрохімічного травлення [03033-1-03033-3]
34) Електричні властивості шпінелі LiMn1.9Fe0.1O4 та літієвих джерел струму з катодом на її основі [03034-1-03034-5]
35) Узагальнене рівняння Фоккера-Планка для модифікованого рівняння Ландау-Ліфшиця з білим шумом Пуассона [03035-1-03035-5]
36) Перенормування енергії екситонного збудження в наноплівці дийодиду свинцю внаслідок ефектів самополяризації та електрон-фононної взаємодії [03036-1-03036-6]
37) Проблема конденсації в однофазній статистиці Гіббса на прикладі потенціалу Леннард-Джонса [03037-1-03037-4]
38) Періодичність розподілу власних дефектів у епітаксійних плівках PbTe [03038-1-03038-4]
39) До питання про міграцію домішкових атомів у графені [03039-1-03039-4]
40) Врахування просторової неоднорідності температури в синергетичній моделі межового тертя [03040-1-03040-5]
41) Критерій проходження реакції високотемпературного синтезу, що самопоширюється, у наношаруватих фольгах в умовах зовнішнього тепловідведення (мезоскопічна модель) [03041-1-03041-6]
42) Особливості фазового переходу у монокристалі Ni50.9Мn29.43Gа19.67 [03042-1-03042-4]
43) Спосіб визначення концентрації та локалізації мажорних домішок (Mg, Na, K) біологічного апатиту мінералізованих тканин [03043-1-03043-5]
44) Структура і фазовий склад апатиту костної тканини кальцинованих фрагментів аорти при остеопорозі [03044-1-03044-4]
45) Про деякі удосконалення іонного мікрозондового аналізатора [03045-1-03045-5]
46) Хімічні пастки синглетного кисню як метод дослідження механізмів фотодинамічної терапії [03046-1-03046-3]
47) Відбивання і проходження світла у структурованому композитному матеріалі [03048-1-03048-5]
48) Азотовмісне нанопористе вугілля для електродів суперконденсаторів [03049-1-03049-6]
49) Вплив відпалу кристала на орієнтаційну залежність ядерного квадрупольного резонансу в InSe [03050-1-03050-3]
50) Аналітичні можливості іон-фотонної спектроскопії для екологічного моніторингу [03051-1-03051-7]
51) Особливості переносу зарядів у системі поліетиленгліколь / вуглецеві нанотрубки [03052-1-03052-6]
52) Оптичні та електрохімічні властивості шаруватих кристалів GaSe інтеркальованих нікелем [03053-1-03053-4]
53) Явища переносу у парофазних конденсатах PbTe-Bi2Te3 на ситалі [03054-1-03054-6]
54) Розрахунок реальних розмірів наночастинок за АСМ зображеннями та моделювання їх магнітооптичних властивостей [03055-1-03055-7]
55) Processes of Defragmentation, Thermocapillary Extraction and Agglomeration of Ultradispersed Gold from Mineral Raw Materials and Technogenic Products within Laser Radiation Field [03056-1-03056-4]
56) A Comparative Performance Study of Hybrid SET-CMOS Based Logic Circuits for the Estimation of Robustness [03057-1-03057-6]
57) Пристрій контролю температурних характеристик сонячного елемента [03058-1-03058-5]