通过在反应性HiPIMS中化剂对的带隙工程:在开发光催化剂合成创新技术方面迈出了一步
Teodora Matei1, Vasile Tiron2, Roxana Jijie2
1Faculty of Physics, Alexandru Ioan Cuza University of Iasi, Iasi, Romania.
Frontiers in chemistry
|August 28, 2023
概括
在氧化氧化薄膜中用进行阳离子注,可增强可见光吸收,用于光催化. 在气候变化和碳中立的背景下,该战略改善了水分应用的光吸收.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光催化作用的光催化
- 薄膜沉积的情况
背景情况:
- 气候变化和碳中和需要先进的光催化材料.
- 可见光的吸收对于高效的光催化水分裂至关重要.
- 阳离子兴奋剂是一种有前途的策略来调整材料特性.
研究的目的:
- 通过阴离子兴奋剂来开发一种增强光催化材料中可见光吸收的策略.
- 为了研究兴奋剂对氧化 (ZrO2-xNx) 薄膜的影响.
- 探索使用反应性高功率脉冲磁力电喷射 (HiPIMS) 进行受控薄膜沉积的应用.
主要方法:
- 在Ar/N2/O2气体混合物中的Zr目标的反应性HiPIMS.
- 通过调整放电脉冲频率来控制兴奋剂.
- 使用UV-Vis-NIR光谱,X射线光电子光谱和X射线衍射进行了表征.
主要成果:
- 在ZrO2-xNx薄膜中的含量增加了~10%~25%,脉冲重复频率更高.
- 光学带间隙从3.43 eV缩小到2.20 eV,使可见光吸收.
- 反应性HiPIMS证明了一个稳定的沉积过程,抑制了hysteresis.
结论:
- 添加的ZrO2-xNx薄膜表现出由于缩小带间隙而增加可见光吸收.
- 这些薄膜适用于可见光驱动的光催化,有助于可持续的能源解决方案.
- 反应式HiPIMS为生产这些功能薄膜提供了一种可控和稳定的方法.
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