Фотоиндуцированная динамика спиновых центров в нанотрубках диоксида титана, модифицированных углеродом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Синтезированы массивы нанотрубок диоксида титана (TiO2) с различным химическим составом, изучены их структурные свойства и определены характеристики спиновых центров (дефектов). Обнаружено, что все образцы имеют в своем составе углерод. Установлено, что основным типом спиновых центров в нанотрубках TiO2 являются оборванные связи углерода, концентрация которых коррелирует с содержанием углерода в полученных структурах. Под действием освещения происходит обратимый рост концентрации дефектов, обусловленный их фотоиндуцированными реакциями перезарядки в процессе примесного поглощения. Указанный процесс сопровождается увеличением концентрации фотовозбужденных электронов в зоне проводимости. Оригинальность и новизна работы определяются разработкой способа контроля плотности дефектов и, соответственно, концентрации фотоиндуцированных электронов путем термической обработки образцов в различных условиях. Полученные результаты открывают новые возможности для разработки функционирующих в видимом диапазоне спектра фотокатализаторов на основе нанотрубок диоксида титана с управляемой концентрацией электронов в зоне проводимости.

Об авторах

Е. В. Кытина

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: wewillbe01@gmail.com
Россия, 119991, Москва

Т. П. Савчук

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Национальный исследовательский университет электронной техники – МИЭТ

Email: wewillbe01@gmail.com
Россия, 119991, Москва; Россия, 124498, Зеленоград, Москва

И. М. Гаврилин

Национальный исследовательский университет электронной техники – МИЭТ

Email: wewillbe01@gmail.com
Россия, 124498, Зеленоград, Москва

Е. А. Константинова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: wewillbe01@gmail.com
Россия, 119991, Москва

Список литературы

  1. Dongmei He, Liyong Du, Keyan Wang et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. P. 1986. https://doi.org/10.1134/S0036023621130040
  2. Sadovnikov A.A., Nechaev E.G., Bel’tyukov A.N. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. P. 460. https://doi.org/10.1134/S0036023621040197
  3. Dolganov A.V., Balandina A.V., Chugunov D.B. et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2020. V. 90. P. 1229. https://doi.org/10.1134/S1070363220070099
  4. Jenny Schneider, Masaya Matsuoka, Masato Takeuchi et al. // Chem. Rev. 2014. V. 114. P. 9919. https://doi.org/10.1021/cr5001892
  5. Jingxiang Low, Jiaguo Yu, Mietek Jaroniec et al. // Adv. Mater. 2017. V. 29. № 20. P. 1601694. https://doi.org/10.1002/adma.201601694
  6. Martin Motola, Hanna Sopha, Miloš Krbal et al. // Electrochem. Commun. 2018. V. 97. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2018.09.015
  7. Кривобок В.С. // Письма в ЖЭТФ. 2020. Т. 112. № 8. С. 501. https://doi.org/10.31857/S1234567820200033
  8. Zubair M., Kim H., Razzaq A. et al. // J. CO2 Utiliz. 2018. V. 26. P. 70. https://doi.org/10.1016/j.jcou.2018.04.004
  9. Jaafar H., Ahmad Z.A., Ain M.F. et al. // Optik. 2017. V. 144. P. 91. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2017.06.097
  10. Zhao W., Liu S., Zhang S. et al. // Catal. Today. 2019. V. 337. P. 37. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2019.04.024
  11. Tang T., Yin Z., Chen J. et al. // Chem. Eng. J. 2021. V. 417. P. 128058. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.128058
  12. Константинова Е.А., Миннеханов А.А., Кытина Е.В., Трусов Г.В. // Письма в ЖЭТФ. 2020. Т. 112. № 8. С. 562. https://doi.org/10.1134/S0021364020200060
  13. Wei Y., Huang Y., Fang Y. et al. // Mater. Res. Bull. 2019. V. 119. P. 110571. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2019.110571
  14. Xiao Y., Sun X., Li L. et al. // Chin. J. Catal. 2019. V. 40. № 5. P. 765. https://doi.org/10.1016/s1872-2067(19)63286-9
  15. So S., Riboni F., Hwang I. et al. // Electrochim. Acta. 2017. V. 231. P. 721. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.02.094
  16. Motola M., Čaplovičová M., Krbal M. et al. // Electrochim. Acta. 2020. V. 331. P. 135374. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135374
  17. Kar P., Zeng S., Zhang Y. et al. // Appl. Catal. B: Environmental. 2019. V. 243. P. 522. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2018.08.002
  18. Savchuk T., Gavrilin I., Konstantinova E. et al. // Nanotechnology. 2021. V. 33. P. 055706. https://doi.org/10.1088/1361-6528/ac317e
  19. Gavrilin I., Dronov A., Volkov R. et al. // Appl. Surf. Sci. 2020. V. 516. P. 146120. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.146120
  20. Hu L., Huo K., Chen R. et al. // Anal. Chem. 2021. V. 83. P. 8138. https://doi.org/10.1021/ac201639m
  21. Zhi-Da Gao, Xu Zhu, Ya-Hang Li et al. // Chem. Commun. 2015. V. 51. P. 7614. https://doi.org/10.1039/c5cc00728c
  22. Yan-Yan Song, Ya-Hang Li, Jing Guo et al. // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. P. 23754. https://doi.org/10.1039/c5ta05691h
  23. Zhao H., Pan F., Li Y. et al. // J. Materiomics. 2017. V. 3. P. 17. https://doi.org/10.1016/j.jmat.2016.12.001
  24. Wedland W., Hecht H. Reflectance Spectroscopy. N.Y.: Interscience, 1966.
  25. Minnekhanov A.A., Deygen D.M., Konstantinova E.A. et al. // Nanoscale Res. Lett. 2012. V. 7. P. 333. https://doi.org/10.1186/1556-276X-7-333

Дополнительные файлы


© Е.В. Кытина, Т.П. Савчук, И.М. Гаврилин, Е.А. Константинова, 2023