Publication detail

Structural, optical and photoelectrochemical characterizations of monoclinic Ta3N5 thin films

Year: 2015

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Physical Chemistry Chemical Physics

Publisher name: Royal Society of Chemistry

Place: Cambridge

Page from-to: 23952-23962

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Strukturní, optická a fotoelektrochemická charakterizace monoklinických Ta3N5 tenkých vrstev	Monoklinické Ta3N5 tenké vrstvy byly syntetizovány termickou nitridací amorfních vrstev Ta2O5, připravených radiofrekvenčním magnetronovým naprašováním. Vzorky byly studovány transmisní elektronovou mikroskopií s vysokým rozlišením, fotoelektronovou spektroskopií, UV-Vis-NIR spektroskopií, Rietveldovou analýzou, spektroskopickou elipsometrií a elektrochemickými technikami. Povrchové složení Ta3N5 vrstev bylo odlišné optroti zbytku vrstvy, což ovlivnilo optické vlastnosti materiálu. Rietveldova analýza potvrdila, že nitridační proces vede ke vzniku Schottkyho a kyslíkových substitučních defektů v krystalické struktuře monoklinické Ta3N5 tenké vrstvy. Optické konstanty vrstvy byly získány spektroskopickou elipsometrií ve spektrálním rozsahu 4.60–0.54 eV, i.e. 270–2300 nm. Vhodná parametrizace se skládá z třech Taucových-Lorentzových oscilátorů a jednoho Lorentzova oscilátoru. Pozice vodivostního, valenčního a plošného pásu byly určeny fotoelektrochemickými technikami, demonstrujícími silnou závislost na pH elektrolytu. Fotoproud byl zlepšen při alkalických podmínkách, což je přisouzeno menší šířce čerpací oblasti měřené Mottem-Schottkym a nižší hodnotě rekombinační doby života měřené analýzou doznívání potenciálu otevřeného okruhu.	ozáření viditelným světlem; vodní oxidace; Ta2O5 nanotrubičky; Rietveldova analýza; polovodič; nanočástice; difrakce; fotoanoda; pozice; kapalina
eng	Structural, optical and photoelectrochemical characterizations of monoclinic Ta3N5 thin films	Monoclinic Ta3N5 thin films were synthesized by thermal nitridation of amorphous Ta2O5 films directly sputtered by radio frequency magnetron sputtering. The samples were studied by high resolution transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, UV-Vis-NIR spectrophotometry, rietveld refinements, spectroscopic ellipsometry and electrochemical techniques. The surface composition of Ta3N5 thin film was found to be different than the underlying film, affecting the optical properties of the material. Rietveld refinement has confirmed that the nitridation process results in Schottky and oxygen substitutional defects within the crystalline structure of monoclinic Ta3N5 thin film. The optical constants of the film were obtained by spectroscopic ellipsometry within a spectral range of 4.60-0.54 eV, i.e. 270-2300 nm. The suitable parameterization was found to consist of three Tauc-Lorentz and one Lorentz oscillators. The conduction band, valence band and the flat band positions were determined by photoelectrochemical techniques, presenting a strong dependence on pH of the eletrolyte. Improved photocurrent was obtained in alkaline conditions and attributed to the shorter depletion region width measured by Mott-Schottky and the lower recombination life time measured by open circuit potential decay analyses.	visible-light irradiation; water oxidation; Ta2O5 nanotubes; rietveld refinement; semiconductor; nanoparticles; diffraction; photoanode; positions; liquid

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links