Влияние адсорбции ионов хрома на фотолюминесцентные свойства диоксида титана

Автор(ы) В.В. Шимановская1, Л.А. Кернажицкий1, Т.А. Гаврилко1, В.В. Наумов1,2, Л.Л. Федоренко2, В.С. Кшнякин3
Принадлежность

1 Институт физики НАН Украины, пр. Науки, 46, 03680 Киев, Украина

2 Институт физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева НАН Украины, пр. Науки, 45, 03028 Киев, Украина

3 Сумский государственный университет, ул. Римского-Корсакова, 2, 40007 Сумы, Украина

Е-mail vshymanovska@iop.kiev.ua
Выпуск Том 8, Год 2016, Номер 1
Даты Получено 31.07.2015, в отредактированной форме – 02.03.2016, опубликовано online – 15.03.2016
Ссылка В.В. Шимановская, Л.А. Кернажицкий, Т.А. Гаврилко, и др., Ж. нано- электрон. физ. 8 № 1, 01039 (2016)
DOI 10.21272/jnep.8(1).01039
PACS Number(s) 61.46. – w, 61.72.U –, 33.50. – j
Ключевые слова Диоксид титана, Адсорбция хрома, Оптическое поглощение, Фотолюминесценция.
Аннотация В работе исследована фотолюминесценция (ФЛ) нанокристаллического диоксида титана (TiO2), синтезированных методом термического гидролиза в форме анатаза (A) или рутила (R), поверхность которых была модифицирована путём адсорбции ионов хрома (Cr3+). Образцы исследовали методами рентгеновской дифракции, рентгеновской флюоресценции, спектроскопии комбинационного рассеяния света и оптического поглощения. Спектры ФЛ возбуждали излучением азотного УФ лазера. Установлено, что процессы ФЛ и оптического поглощения света вблизи края запрещённой зоны анатаза и рутила происходят с участием одних и тех же электронных переходов. В допированном рутиле процессы безизлучательной Оже-рекомбинации приводят к тушению ФЛ. Допирование анатаза ионами Cr3+ приводит к коротковолновому и длинноволновому сдвигу максимумов ФЛ, обусловленных эффектом Бурштейна-Мосса и вкладом радиационных «хвостов» плотности электронных состояний, соответственно. Интенсивность ФЛ допированного анатаза при малых концентрациях Cr3+ (до 0.5 ат. %) растёт по сравнению с чистым анатазом вследствие формирования дополнительных центров радиационной рекомбинации носителей. С повышением концентрации Cr3+ (~ 1.0 ат. %) интенсивность ФЛ TiO2 падает вследствие эффекта концентрационного тушения.

Список литературы

English version of article