Вплив адсорбції іонів хрому на фотолюмінесцентні властивості діоксиду титану

Автори В.В. Шимановська1, Л.А. Кернажицький1, Т.А. Гаврилко1, В.В. Наумов1,2, Л.Л. Федоренко2 , В.С. Кшнякін3
Приналежність

1 Інститут фізики НАН України, пр. Науки, 46, 03680 Київ, Україна

2 Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, пр. Науки, 45, 03028 Київ, Україна

3 Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

Е-mail vshymanovska@iop.kiev.ua
Випуск Том 8, Рік 2016, Номер 1
Дати Одержано 31.07.2015, у відредагованій формі - 02.03.2016, опубліковано online - 15.03.2016
Посилання В.В. Шимановська, Л.А. Кернажицький, Т.А. Гаврилко, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 8 № 1, 01039 (2016)
DOI 10.21272/jnep.8(1).01039
PACS Number(s) 61.46. – w, 61.72.U –, 33.50. – j
Ключові слова Діоксид титану (7) , Адсорбція хрому, Оптичне поглинання (7) , Фотолюмінесценція (29) .
Анотація У роботі досліджено фотолюмінесценцію (ФЛ) нанокристалічного діоксиду титану (TiO2), синтезованого методом термічного гідролізу у кристалічної формі анатазу (A) або рутилу (R), поверхню яких модифіковано шляхом адсорбції іонів хрому (Cr3+). Зразки досліджували методами дифракції рентгенівських променів, рентгенівської флюоресценції, спектроскопії комбінаційного розсіювання та оптичного поглинання світла. Спектри ФЛ збуджували випромінюванням азотного УФ лазера. Встановлено, що процеси ФЛ та оптичного поглинання поблизу краю забороненої зони анатазу і рутилу відбуваються за участі одних і тих же електронних переходів. У допованому рутилі процеси безвипромінювальної Оже-рекомбінації призводять до гасіння ФЛ. Інтенсивність ФЛ допованого анатазу при малих концентраціях Cr3+ (до 0.5 ат. %) зростає у порівнянні із чистим анатазом внаслідок формування додаткових центрів радіаційної рекомбінації носіїв. Допування анатазу іонами Cr3+ призводить до короткохвильового та довгохвильового зсувів максимумів ФЛ, зумовлених ефектом Бурштейна-Мосса та внеском радіаційних «хвостів» густини електронних станів, відповідно. Із підвищенням концентрації Cr3+ (~ 1.0 ат. %) інтенсивність ФЛ TiO2 падає внаслідок ефекту концентраційного гасіння.

Перелік посилань

English version of article