مروری بر آلاینده های آنیونی، کاتیونی و آلاینده های اشتراکی در دی اکسید تیتانیوم (آناتاز) و تاثیر آن بر گاف نواری
محل انتشار: فصلنامه سرامیک ایران، دوره: 17، شماره: 2
سال انتشار: 1400
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 283
فایل این مقاله در 11 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JICERS-17-2_005
تاریخ نمایه سازی: 25 اسفند 1400
چکیده مقاله:
دی اکسید تیتانیوم (TiO۲) یک ماده نیمه هادی است که خواص نوری، الکترونیکی و فتوکاتالیستی بسیار عالی در کاربردهای مختلفی ایفا کرده است. اما گاف نواری پهن آناتاز ( eV۲/۳) 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 ۲p و S ۳p 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 ۴/۱% منجر به ایجاد ترازهای میانی در گاف ممنوعه در نواحی نزدیک به سطح فرمی شده و افزایش بازترکیب[۱] 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 eV۴۹/۱ شده است که در مقایسه با سایر آلاینده ها بیشترین تاثیر 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.
[۱] Recombination
[۱] Recombination
کلیدواژه ها:
Anatase ، density function theory ، doping ، band gap ، conduction band ، capacity band. ، آناتاز ، نظریه تابع چگالی ، آلایش ، گاف نواری ، نوار رسانش ، نوار ظرفیت.
نویسندگان
محمد حسین سپهدار
University of Tabriz
شاهین خامنه اصل
University of Tabriz
صفورا کریم زاده
University of Tabriz
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :