Структура, морфологія та електропровідні властивості Sn-легованого ТіО2

Автори І.Ф. Миронюк , Т.Р. Татарчук, В.О. Коцюбинський , В.І. Мандзюк , Х.О. Савка, І.М. Микитин
Приналежність

Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, вул. Шевченка, 57, 76018 Івано-Франківськ, Україна

Е-mail mandzyuk_vova@ukr.net
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 6
Дати Одержано 01 вересня 2020; у відредагованій формі 15 грудня 2020; опубліковано online 25 грудня 2020
Посилання І.Ф. Миронюк, Т.Р. Татарчук, В.О. Коцюбинський, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 6, 06024 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(6).06024
PACS Number(s) 61.43.Gt, 72.80.Tm, 81.20.Fw
Ключові слова Діоксид титану (7) , Рутил (4) , Анатаз (6) , Оксид олова(IV), Питома електропровідність (6) .
Анотація

У роботі досліджено вплив легування Sn на структуру та морфологію Sn-легованих зразків TiO2. Легований діоксид титану отримувався золь-гель методом з використанням аквакомплексу [Ti(OH2)6]3+·3Cl- як прекурсору титану і SnCl4 як модифікатора. Структура і морфологія зразків досліджувалися методами Х-променевої дифрактометрії, ТЕМ аналізу, низькотемпературної порометрії, ІЧ та енергодисперсійної спектроскопії. Провідність Sn-легованих зразків ТіО2 вивчалася методом імпедансної спектроскопії. Встановлено, що Sn-леговані зразки діоксиду титану містять кристалічні фази анатазу і рутилу. Співвідношення анатаз/рутил залежить від вмісту Sn: збільшення вмісту Sn(IV) від 3 до 12 % (ваг.) зумовлює збільшення вмісту рутилу від 33,8 to 97,1 % (ваг.). Ріст вмісту Sn також призводить до зменшення параметра кристалічної ґратки а та збільшення параметра с. ТЕМ-методом виявлено наявність стрежневидних і голковидних частинок рутилу в Sn-легованих зразках ТіО2. Величина питомої поверхні для зразка 6Sn/TiO2 становить 290 м2/г. Усі зразки Sn-легованого діоксиду титану є мезопористими. Механізми структуроутворюючих процесів пояснюються присутністю в реакційному середовищі молекул Sn(OH)4·2H2O, які діють як центри нуклеації, росту та кристалізації для наночастинок рутилу. Збільшення вмісту Sn зумовлює також зменшення питомого опору досліджуваних матеріалів порівняно із нелегованим зразком діоксиду титану.

Перелік посилань