Lista publikacji naukowych
Widok zawartości stron
Centrum SOLARIS
Nawigacja okruszkowa
Widok zawartości stron
Widok zawartości stron
Cienkie warstwy TiO2/CuO otrzymane metodą reaktywnego rozpylania magnetronowego
Cienkie warstwy TiO2/CuO pełnią funkcje fotokatalizatorów oraz fotoelektrod, jednocześnie stanowiąc wyzwanie technologiczne. Podwójne warstwy TiO2/CuO otrzymano metodą sekwencyjnego reaktywnego rozpylania magnetronowego w wysokopróżniowym systemie UHV (Rysunek 1a). Wykazano, że zarówno reflektometria rentgenowska XRR jak i pomiary spektralnej zależności współczynnika odbicia w zakresie widzialnym i bliskiego ultrafioletu umożliwiają uzyskanie informacji na temat kontaktu pomiędzy TiO2 i CuO. Pomiary wykonane na synchrotronie SOLARIS metodą rentgenowskiej spektroskopii absorpcyjnej XAS w modzie TEY umożliwiły sformułowanie wniosków dotyczących stanu utlenienia miedzi i struktury elektronowej układu TiO2/CuO.
Sekwencyjne rozpylanie magnetronowe cienkich warstw przeprowadzone w jednym procesie próżniowym zapewniło wzrost heterostruktur z wyraźnie zdefiniowanym kontaktem pomiędzy TiO2 i CuO. Grubość dolnej warstwy CuO wynosiła ok. 200 nm podczas gdy grubość górnej warstwy TiO2 była zmieniana w zakresie 25-150 nm (Rysunek 1b) poprzez odpowiedni dobór czasu rozpylania tarczy Ti. Chropowatość zewnętrznej powierzchni heterostruktury malała od 12 nm dla CuO do 1-2 nm dla cienkiej warstwy TiO2 o największej grubości. Właściwości powierzchni i kontaktu między warstwami były badane metodą spektrofotometrii optycznej, reflektrometrii rentgenowskiej XRR oraz rentgenowskiej spektroskopii absorpcyjnej XAS w zakresie miękkiego promieniowania synchrotronowego. Przeprowadzone badania wykazały, że warstwa CuO jest pokryta całkowicie przez TiO2 w wyniku czego tworzy się heterozłącze typu p-n, jednakże na zewnętrznej powierzchni układu dwuwarstwowego TiO2/CuO prawdopodobnie występuje TiO2 domieszkowane miedzią. Rentgenowska spektroskopia absorpcyjna potwierdziła obecność Cu+ i Cu2+ na powierzchni heterostruktury TiO2/CuO (Rysunek 1c). Na podstawie pomiarów kinetyki procesu generacji prądu pod wpływem oświetlenia stwierdzono, że cienkie warstwy TiO2/CuO pełnią rolę fotokatod w ogniwie fotoelektrochemicznym PEC do produkcji wodoru (Rysunek 1d), a wartość fotoprądu zależy od grubości warstwy TiO2 pokrywającej układ podwójny.
Fig. 1 Wysokopróżniowy system UHV przeznaczony do reaktywnego rozpylania magnetronowego wraz ze schematem procesu sekwencyjnego nanoszenia podwójnych cienkich warstw TiO2/CuO a), zdjęcie SEM układu TiO2/CuO b), widma absorpcyjne promieniowania rentgenowskiego, XAS zmierzone w modzie TEY na krawędzi Cu L23 dla heterostruktur TiO2/CuO c), kinetyki fotoprądu dla: cienkiej warstwy TiO2 jako fotoanody, cienkiej warstwy CuO jako fotokatody oraz warstwy podwójnej TiO2/CuO pełniącej rolę fotokatody d).
Link do publikacji:
Polecamy również
Mechanizm działania kluczowego kompleksu białkowego w bakteryjnej rekombinacji homologicznej
Mechanizm molekularnego działania antybiotyku wytwarzanego przez patogen trzciny cukrowej
Badania struktury elektronowej chiralnych materiałów kwantowych.
