فصلنامه سرامیک ایران
جلد 17، شماره 2 - ( تابستان 1400 )
جلد 17 شماره 2 صفحات 54-44 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Sepahdar M H, Khameneh Asl S, Karimzadeh S. A review of anionic, cationic and co-dopants in titanium dioxide (anatase) and its effect on band gap. Jicers 2021; 17 (2) :44-54
URL: http://jicers.ir/article-1-325-fa.html
URL: http://jicers.ir/article-1-325-fa.html
سپهدار محمد حسین، خامنه اصل شاهین، کریم زاده صفورا. مروری بر آلاینده های آنیونی، کاتیونی و آلاینده های اشتراکی در دی اکسید تیتانیوم (آناتاز) و تأثیر آن بر گاف نواری. فصلنامه سرامیک ایران. 1400; 17 (2) :44-54
دانشگاه تبریز ، khameneh@tabrizu.ac.ir
چکیده: (2928 مشاهده)
دی اکسید تیتانیوم (TiO2) یک ماده نیمه هادی است که خواص نوری، الکترونیکی و فتوکاتالیستی بسیار عالی در کاربردهای مختلفی ایفا کرده است. اما گاف نواری پهن آناتاز ( eV2/3) باعث کاهش خواص نوری و الکترونیکی آن تحت نور مرئی شده است. به همین دلیل این گاف نیاز به باریک سازی دارد که یکی از این روشها آلاییدگی توسط عناصر مختلف است. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر انواع آلاینده های کاتیونی، آنیونی و آلایش مشترک بر گاف نواری و خواص نوری آناتاز است. آلاییدگی از نوع جانشین در محل اتم های اکسیژن (آلاییدگی آنیونی) نشان داده که اضافه کردن عنصر کربن به ساختار علاوه بر کاهش گاف نواری منجر به ایجاد ترازهای میانی زیر سطح فرمی میشود و حضور این ترازها در بهبود جذب نور در ناحیه مرئی موثر عمل میکند. در مقابل افزودن اتم گوگرد به جای اکسیژن منجر به اختلاط حالتهای O 2p و S 3p شده و با افزودن غلظت آلاینده گاف نواری به تدریج سیر نزولی دارد. نکته حائز اهمیت درباره غلظت آلاینده نیتروژن که از مهمترین آلایندههای آنیونی است این بوده که در غلظت های بیشتر از 4/1% منجر به ایجاد ترازهای میانی در گاف ممنوعه در نواحی نزدیک به سطح فرمی شده و افزایش بازترکیب[1] حامل های بار را سبب میشود. در آلایش های کاتیونی جایگزینی آلاینده در محل اتم تیتانیوم انجام می شود. آلایش عناصر واسطه باعث ایجاد ترازهای ناخالصی نیمه پر در منطقه ممنوعه شده و هم زمان گاف نواری را نیز کاهش داده است. علاوه بر این آلاینده آهن در حضور تهی جای اکسیژن منجر به کاهش گاف به مقدار eV49/1 شده است که در مقایسه با سایر آلاینده ها بیشترین تأثیر را دارد. آلاییدگی مشترک در آناتاز با هدف بهبود گاف نواری و کاهش بازترکیب حاملهای بار مورد توجه بوده و این مهم منجر به افزوده شدن ترازهای ناخالصی در بالای نوار ظرفیت و پایین نوار رسانش می شود و در برخی کاربردها نظیر فرآیندهای فتوکاتالیستی می تواند عملکرد بهینه ای ارائه کند.
نوع مطالعه: مروري |
موضوع مقاله:
سراميک‌هاي الكتریكي، نوري و مغناطيسي
دریافت: 1400/6/14 | پذیرش: 1400/7/28
دریافت: 1400/6/14 | پذیرش: 1400/7/28
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |