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直流反应磁控溅射方法制备碳掺杂TiO2薄膜及其可见光活性
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学] O644[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]复旦大学材料科学系,上海200433
  • 相关基金:国家高技术研究发展规划(863项目)(2006AA052121),国家自然科学基金(20673028)和上海浦江人才计划(2006)资助
中文摘要:

室温下通过直流反应磁控溅射的方法,利用碳钛镶嵌靶在Ar/O2气氛中制备了碳掺杂纳米TiO2薄膜,并通过X射线衍射(XRD)、UV—Vis透射光谱以及光电化学的方法对薄膜进行了表征.XRD测试结果表明,靶中碳和钛的面积比小于0.10时,碳掺杂的引入有利于TiO2薄膜的晶格生长,并随靶中碳面积的增加,薄膜的结晶度也相应提高.由透射光谱计算得到的禁带宽度表明,靶中碳和钛的面积比为0.05时,薄膜的禁带宽度由纯TiO2薄膜的3.4eV减小到3.1eV.光电测试结果表明,靶中碳和钛的面积比小于0.10时,碳的引入可以提高薄膜的光电响应,面积比为0.10时,可见光下0V时薄膜的光电流密度为0.069μA·cm^-2;但碳和钛的面积比增加到0.16时,测得的薄膜光电响应异常.

英文摘要:

Carbon-doped TiO2 thin films were prepared by direct current (DC) reactive magnetron sputtering at room temperature in an Ar/O2 ambience, using a titanium target incrusted with graphite pieces. The films as prepared were characterized by X-ray diffraction (XRD), UV-Vis transmission spectra, and photoelectrochemistry methods. The XRD patterns of the films showed that the doping of carbon was beneficial to the crystallization of the films. When the ratio of area of C/Ti in the target was less than 0.10, the crystallization of the films increased with the increase in graphite area in the target. The band gap of the films decreased from 3.4 eV to 3.1 eV when the ratio of area of C/Ti in the target was 0.05. The photoelctrochemical property of the films improved when the ratio of area of C/Ti in the target was less than 0.10. When this ratio was 0.10 the photocurrent density of the film was 0.069 μA .cm^-2 at 0 V under visible light illumination. However, an abnormal photoelectrochemical response was observed when the ratio of area of C/Ti in the target was 0.16.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781