Проучавање и модификација танких слојева ТiО2 добијених физичким методама депоновања за фотокаталитичку примену

Abstract

The subject of this PhD thesis is formation and characterization of TiO2 thin layers deposited by three different physical vapor deposition (PVD) methods. The aim was to define conditions for producing thin layers with optical characteristics that are desirable for photocatalytic purposes. Beside monitoring the impact of deposition parameters during synthesis of TiO2 thin layers, to achieve the aim effects of different annealing conditions were investigated, roles of the oxygen and titanium vacancy places in the crystal lattice and effects of nitrogen doping and role of the nitrogen incorporation sites in crystal lattice on optical and photocatalytic properties were studied. Some of the characterization techniques employed in this research were transmission electron microscopy, Rutherford backscattering spectrometry, X-ray diffraction and spectroscopy techniques: X-ray photoemission and UV/Vis. Experimental results in the thesis are divided into three sections which are referred to PVD method used for deposition of thin films: e-beam assisted evaporation, RF magnetron sputtering and reactive ion sputtering...

Предмет истраживања ове докторске дисертације обухвата формирање танких слојева TiO2 уз помоћ три различите физичке методе депоновања и њихову карактеризацију. Циљ је проналажење најпогодније методе и услова синтезе којом би се добили ТiO2 танки слојеви са оптичким особинама које су пожељне за њихову фотокаталитичку примену. У сврху постизања тог циља поред промене различитих параметара приликом синтезе слојева, посматрани су и ефекти одгревања слојева под различитим условима, улога вакантних места кисеоника и титана у кристалној структури као и ефекти допирања азотом и улога места уградње примесних атома у кристалну решетку на оптичке и фотокаталитичке особине материјала. За карактеризацију добијених слојева најчешће коришћене технике у оквиру ове дисертације су: трансмисиона електронска микроскопија, спектрометрија Радерфордовим повратним расејањем, рендгенска кристалографија и спектроскопске методе: фотоемисија изазвана меким Х-зрацима и UV/Vis. Експериментални део рада је подељен у три целине и то према методама којима су формирани TiO2 танки слојеви: напаравање помоћу снопа електрона, радио-фреквентно реактивно распрашивање и реактивно распрашивање јонским снопом.