Автори | Л. Кернажицький1, В. Шимановська1 , T. Гаврилко1, В. Наумов2 , Л. Федоренко2 , В. Кшнякін3 |
Афіліація | 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 |
Цитування | 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 цитувань |