Радіаційна модифікація центрів рекомбінаційного випромінювання в TiO₂-плівках

Abstract

Досліджувалися плівки ТіО₂, одержані методом золь-гель-синтезу. Спектри рентгенівської дифракції та комбінаційного розсіювання світла свідчать про формування в цих плівках нанокристалічної фази анатазу ТіО₂, яка зберігається після радіаційного опромінення високоенергетичними електронами (Ее=1,8 МеВ, доза 3,0 МГр) та іонами Ті⁺ (Е=140 кеВ, флюенс 1·10¹² іон/см2). Спектри фотолюмінесценції ТіО2-плівки вказують на існування кількох центрів рекомбінаційного випромінювання: автолокалізованих екситонів на октаедрах ТіО₆ та кисневих вакансій. Після радіаційної модифікації ТіО₂-плівок центри випромінювання зберігаються, але спостерігається загальне гасіння фотолюмінесценції, тобто зменшення рекомбінації фотогенерованих носіїв зарядів, що може впливати на покращення фотокаталітичних властивостей даних плівок.

Были исследованы пленки ТіО₂, приготовленные методом золь-гель-синтеза. Спектры рентгеновской дифракции и комбинационного рассеяния света свидетельствуют о формировании нанокристаллической фазы анатаза ТіО₂, которая сохраняется после радиационного облучения высокоэнергетическими электронами (Ее=1,8 МэВ, доза 3,0 МГр) и ионами Ті⁺ (Е=140 кэВ, флюенс 1·10¹²ион/см²). Спектры фотолюминесценции ТіО2-пленки указывают на существование нескольких центров излучения: автолокализированных экситонов на октаэдре ТіО6 и вакансий кислорода. После радиационной модификации ТіО₂-пленок центры излучения сохраняются, однако наблюдается общее тушение фотолюминесценции, а именно, уменьшение рекомбинации фотогенерированных зарядов. Последнее может влиять на улучшение фотокаталитических свойств исследуемых пленок ТіО₂.

Sol-gel derived TiO₂ films were investigated. XRD and Raman spectra indicate on nanocrystalline TiO₂ anatase phase formation, wich retained after irradiation of high energy electrons (Ee=1.8 MeV, dose 3.0 MGy) and those of ions energy E=140 keV and fluences 1·10¹² ion/cm². Photoluminescence spectra of TiO₂ films show the existence of several centers of emission: self-trapped excitons and oxide vacancies. Centers of emission are stored after the radiation modification of TiO₂ films, but there is a general photoluminescence quenching. The reduction of recombination of photogenerated charges indicates on increase of photocatalytic properties of TiO₂ thin films.