دوره 26، شماره 2 - ( 4-1397 )                   جلد 26 شماره 2 صفحات 505-516 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

The effect of copper nano-cluster as sublayer on optical and crystalline properties of titanium dioxide layers. www.ijcm.ir. 2018; 26 (2) :505-516
URL: http://ijcm.ir/article-1-1114-fa.html
خاکپور علی اصغر، احمدی کامران، کاوه‌ای قاسم. اثر حضور نانوخوشه‌های مس به عنوان زیرلایه بر خواص بلوری و نوری لایه دی‌اکسیدتیتانیوم. مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران. 1397; 26 (2) :505-516

URL: http://ijcm.ir/article-1-1114-fa.html


پژوهشگاه مواد و انرژی
چکیده:   (172 مشاهده)
دو نمونه از نانوخوشه­های مس روی بسترهایی از کوارتز با ضخامت 10 نانومتر و 20 نانومتر رشد داده شدند. هر نمونه با یک لایه دی­اکسیدتیتانیوم به ضخامت 300 نانومتر پوشش داده شد. برای مقایسه لایه دی­اکسیدتیتانیوم با ضخامت 300 نانومتر روی بسترهای کوارتز نیز لایه­نشانی شدند. همه لایه­ها به روش رسوب­دهی فیزیکی بخار (PVD) و با استفاده از دستگاه لایه­نشانی با باریکه الکترونی (EBD) تهیه شدند. اثر نانوخوشه­های مس بر ریخت­شناسی سطح، اندازه دانه­ها، مرزدانه­ها، ساختار و فازهای بلوری و برخی از خواص نوری مانند جذب و عبور لایه دی­اکسیدتیتانیوم بررسی شدند. ریخت­شناسی سطح لایه­­ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و ساختار بلوری لایه­ها و تبدیل­های فازی در اثر عملیات گرمایی با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی شدند. از طیف­سنجی فرابنفش-مرئی برای تجزیه و تحلیل جذب و عبور لایه­های دی­اکسیدتیتانیوم استفاده شد. حضور نانوخوشه­های مس به عنوان زیر لایه باعث افزایش زبری لایه­های TiO2 و تسهیل تبدیل فاز آناتاز به روتیل در این لایه­ها می­شود. علاوه براین در حضور زیر لایه نانوخوشه­های مس، گاف انرژی لایه TiO2 کاهش می­باید و جذب نوری آن در ناحیه مرئی بهبود می­یابد.
متن کامل [PDF 2707 kb]   (46 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: ۱۳۹۷/۴/۱۶ | پذیرش: ۱۳۹۷/۴/۱۶ | انتشار: ۱۳۹۷/۴/۱۶

فهرست منابع
1. [1] Fujishima A., Zhang X., Tryk D.A., "TiO2 photocatalysis and related surface phenomena", Surface Science Reports 63 (2008) 515-582. [DOI:10.1016/j.surfrep.2008.10.001]
2. [2] Hashimoto K., Irie H., Fujishima A., "TiO2 photocatalysis: a historical overview and future prospects", Japanese journal of applied physics 44 (2005) 8269. [DOI:10.1143/JJAP.44.8269]
3. [3] Hoffmann M.R., Martin S.T., Choi W., Bahnemann D.W., "Environmental applications of semiconductor photocatalysis", Chemical reviews 95 (1995) 69-96. [DOI:10.1021/cr00033a004]
4. [4] Khakpoor A.A., Borjian R., Hoseinzade M., "Optical Properties Improvement TiO2 Thin Films with Adding the Au, Ag or Cu Nanoparticles", Int. Mater. Phys. J. 1 (2013) 8-13.
5. [5] Kavei G., Ahmadi K., Kavei A., "Self cleaning on photocatalyst basis of nano-crystalline TiO2 thin film prepared by spray pyrolysis", Transactions of the Indian Ceramic Society 71 (2012) 31-38. [DOI:10.1080/0371750X.2012.689509]
6. [6] Nakaruk A., Kavei G., Sorrell C.C., "Synthesis of mixed-phase titania films by low-temperature ultrasonic spray pyrolysis", Materials Letters 64 (2010) 1365-1368. [DOI:10.1016/j.matlet.2010.03.016]
7. [7] Gao Y., Masuda Y., Seo W.-S., Ohta H., Koumoto K., "TiO 2 nanoparticles prepared using an aqueous peroxotitanate solution", Ceramics International 30 (2004) 1365-1368. [DOI:10.1016/j.ceramint.2003.12.105]
8. [8] Byrne J.A., Fernandez-Ibanez P.A., Dunlop P.S.M., Alrousan D., Hamilton J.W.J., "Photocatalytic enhancement for solar disinfection of water: a review", International Journal of Photoenergy 2011 (2011). [DOI:10.1155/2011/798051]
9. [9] Zaleska A., "Doped-TiO2: a review", Recent Patents on Engineering 2 (2008) 157-164. [DOI:10.2174/187221208786306289]
10. [10] Lee Y.C., Hong Y.P., Lee H.Y., Kim H., Jung Y.J., Ko K.H., Jung H.S., Hong K.S., "Photocatalysis and hydrophilicity of doped TiO 2 thin films", Journal of colloid and interface science 267 (2003) 127-131. [DOI:10.1016/S0021-9797(03)00603-9]
11. [11] Domaradzki J., Kaczmarek D., Prociow E.L., Borkowska A., Berlicki T., Sieradzka K., "Optical and electrical properties of TiO2 doped with Tb and Pd", Materials Science Poland 26 (2008) 143-147.
12. [12] Bensouici F., Bououdina M., Dakhel A.A., Tala-Ighil R., Tounane M., Iratni A., Souier T., Liu S., Cai W., "Optical, structural and photocatalysis properties of Cu-doped TiO 2 thin films", Applied Surface Science 395 (2017) 110-116. [DOI:10.1016/j.apsusc.2016.07.034]
13. [13] Pongwan P., Wetchakun K., Phanichphant S., Wetchakun N., "Enhancement of visible-light photocatalytic activity of Cu-doped TiO2 nanoparticles", Research on Chemical Intermediates 42 (2016) 2815-2830. [DOI:10.1007/s11164-015-2179-y]
14. [14] Colon G., Maicu M., Hidalgo M.C.s., Navio J.A., "Cu-doped TiO 2 systems with improved photocatalytic activity", Applied Catalysis B: Environmental 67 (2006) 41-51. [DOI:10.1016/j.apcatb.2006.03.019]
15. [15] Ganesh I., Kumar P.P., Annapoorna I., Sumliner J.M., Ramakrishna M., Hebalkar N.Y., Padmanabham G., Sundararajan G., "Preparation and characterization of Cu-doped TiO 2 materials for electrochemical, photoelectrochemical, and photocatalytic applications", Applied Surface Science 293 (2014) 229-247. [DOI:10.1016/j.apsusc.2013.12.140]
16. [16] Karunakaran C., Abiramasundari G., Gomathisankar P., Manikandan G., Anandi V., "Cu-doped TiO 2 nanoparticles for photocatalytic disinfection of bacteria under visible light", Journal of colloid and interface science 352 (2010) 68-74. [DOI:10.1016/j.jcis.2010.08.012]
17. [17] Tryba B., Orlikowski J., Wróbel R.J., Przepiórski J., Morawski A.W., "Preparation and Characterization of rutile-type TiO2 doped with Cu", Journal of Materials Engineering and Performance 24 (2015) 1243-1252. [DOI:10.1007/s11665-015-1405-5]
18. [18] Biyoghe Bi Ndong L., Ibondou M.P., Gu X., Lu S., Qiu Z., Sui Q., Mbadinga S.M., "Enhanced photocatalytic activity of TiO2 nanosheets by doping with Cu for chlorinated solvent pollutants degradation", Industrial & Engineering Chemistry Research 53 (2014) 1368-1376. [DOI:10.1021/ie403405z]
19. [19] Tsai C.-Y., Hsi H.-C., Kuo T.-H., Chang Y.-M., Liou J.-H., "Preparation of Cu-doped TiO2 photocatalyst with thermal plasma torch for low-concentration mercury removal", Aerosol and Air Quality Research 13 (2013) 639-648. [DOI:10.4209/aaqr.2012.07.0196]
20. [20] Gondal M.A., Rashid S.G., Dastageer M.A., Zubair S.M., Ali M.A., Lienhard J.H., McKinley G.H., Varanasi K.K., "Sol–Gel Synthesis of $hbox {Au/Cu-TiO} _ {2} $ Nanocomposite and Their Morphological and Optical Properties", IEEE Photonics Journal 5 (2013) 2201908-2201908. [DOI:10.1109/JPHOT.2013.2262674]
21. [21] Zabihi F., Ahmadian-Yazdi M.R., Eslamian M., "Photocatalytic graphene-TiO2 thin films fabricated by low-temperature ultrasonic vibration-assisted spin and spray coating in a sol-gel process", Catalysts 7 (2017).
22. [22] Essalhi Z., Hartiti B., Lfakir A., Mari B., Thevenin P., "Optoelectronics properties of TiO2:Cu thin films obtained by sol gel method", Optical and Quantum Electronics 49 (2017).
23. [23] Krupski K., Sanchez A.M., Krupski A., McConville C.F., "Optimisation of anatase TiO2 thin film growth on LaAlO3(0 0 1) using pulsed laser deposition", Applied Surface Science 388 (2016) 684-690. [DOI:10.1016/j.apsusc.2016.02.214]
24. [24] Ennaceri H., Boujnah M., Taleb A., Khaldoun A., Sáez-Araoz R., Ennaoui A., El Kenz A., Benyoussef A., "Thickness effect on the optical properties of TiO2-anatase thin films prepared by ultrasonic spray pyrolysis: Experimental and ab initio study", International Journal of Hydrogen Energy 42 (2017) 19467-19480. [DOI:10.1016/j.ijhydene.2017.06.015]
25. [25] Juma A., Oja Acik I., Oluwabi A.T., Mere A., Mikli V., Danilson M., Krunks M., "Zirconium doped TiO2 thin films deposited by chemical spray pyrolysis", Applied Surface Science 387 (2016) 539-545. [DOI:10.1016/j.apsusc.2016.06.093]
26. [26] Dongale T.D., Shinde S.S., Kamat R.K., Rajpure K.Y., "Nanostructured TiO2 thin film memristor using hydrothermal process", Journal of Alloys and Compounds 593 (2014) 267-270. [DOI:10.1016/j.jallcom.2014.01.093]
27. [27] Singh J., Khan S.A., Shah J., Kotnala R.K., Mohapatra S., "Nanostructured TiO2 thin films prepared by RF magnetron sputtering for photocatalytic applications", Applied Surface Science 422 (2017) 953-961. [DOI:10.1016/j.apsusc.2017.06.068]
28. [28] Rasoulnezhad H., Kavei G., Ahmadi K., Rahimipour M.R., "Combined sonochemical/CVD method for preparation of nanostructured carbon-doped TiO2 thin film", Applied Surface Science 408 (2017) 1-10. [DOI:10.1016/j.apsusc.2017.03.014]
29. [29] Taherniya A., Raoufi D., "The annealing temperature dependence of anatase TiO2 thin films prepared by the electron-beam evaporation method", Semiconductor Science and Technology 31 (2016).
30. [30] Herminghaus S., "Roughness-induced non-wetting", EPL (Europhysics Letters) 52 (2000) 165. [DOI:10.1209/epl/i2000-00418-8]
31. [31] Irie H., Ping T.S., Shibata T., Hashimoto K., "Reversible control of wettability of a TiO2 surface by introducing surface roughness", Electrochemical and Solid-State Letters 8 (2005) D23-D25. [DOI:10.1149/1.1979455]
32. [32] Nolan N.T., Seery M.K., Pillai S.C., "Spectroscopic investigation of the anatase-to-rutile transformation of sol− gel-synthesized TiO2 photocatalysts", The Journal of Physical Chemistry C 113 (2009) 16151-16157. [DOI:10.1021/jp904358g]
33. [33] Ye J., Liu W., Cai J., Chen S., Zhao X., Zhou H., Qi L., "Nanoporous anatase TiO2 mesocrystals: additive-free synthesis, remarkable crystalline-phase stability, and improved lithium insertion behavior", Journal of the American Chemical Society 133 (2010) 933-940. [DOI:10.1021/ja108205q]
34. [34] Gribb A.A., Banfield J.F., "Particle size effects on transformation kinetics and phase stability in nanocrystalline TiO2", American Mineralogist 82 (1997) 717-728. [DOI:10.2138/am-1997-7-809]
35. [35] Fagan R., Synnott D.W., McCormack D.E., Pillai S.C., "An effective method for the preparation of high temperature stable anatase TiO 2 photocatalysts", Applied Surface Science 371 (2016) 447-452. [DOI:10.1016/j.apsusc.2016.02.235]
36. [36] Reyes-Coronado D., Rodríguez-Gattorno G., Espinosa-Pesqueira M., Cab C., de Coss R.d., Oskam G., "Phase-pure TiO2 nanoparticles: anatase, brookite and rutile", Nanotechnology 19 (2008) 145605. [DOI:10.1088/0957-4484/19/14/145605]
37. [37] Won D.-J., Wang C.-H., Jang H.-K., Choi D.-J., "Effects of thermally induced anatase-to-rutile phase transition in MOCVD-grown TiO2 films on structural and optical properties", Applied Physics A: Materials Science & Processing 73 (2001) 595-600. [DOI:10.1007/s003390100804]
38. [38] Tauc J., "Absorption edge and internal electric fields in amorphous semiconductors", Materials Research Bulletin 5 (1970) 721-729. [DOI:10.1016/0025-5408(70)90112-1]
39. [39] Li S., Lin Y.-H., Zhang B.-P., Wang Y., Nan C.-W., "Controlled fabrication of BiFeO3 uniform microcrystals and their magnetic and photocatalytic behaviors", The Journal of Physical Chemistry C 114 (2010) 2903-2908. [DOI:10.1021/jp910401u]
40. [40] Wu G., Nishikawa T., Ohtani B., Chen A., "Synthesis and characterization of carbon-doped TiO2 nanostructures with enhanced visible light response", Chemistry of Materials 19 (2007) 4530-4537. [DOI:10.1021/cm071244m]
41. [41] Chan G.H., Zhao J., Hicks E.M., Schatz G.C., Van Duyne R.P., "Plasmonic properties of copper nanoparticles fabricated by nanosphere lithography", Nano Letters 7 (2007) 1947-1952. [DOI:10.1021/nl070648a]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA code

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2018 All Rights Reserved | Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy

Designed & Developed by : Yektaweb