Оптичні характеристики та кристалічна структура тонкої плівки TiO2 на скляній підкладці, вирощеної шляхом осадження атомарного шару

  • Темур К. Турдалієв Інститут іонно-плазмових і лазерних технологій імені Арифова Академії наук УзбекистануТашкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0002-0732-9357
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-1-27
Ключові слова: тонкі плівки діоксиду титану, атомне шарове осадження, фаза анатазу, рентгенівська дифракція, раманівська спектроскопія, енергія забороненої зони, оптичні властивості, енергія Урбаха, нанокристалічна структура

Анотація

У цьому дослідженні досліджується формування оптичних властивостей і кристалічної структури тонких плівок TiO2 товщиною приблизно 1,5 мікрометра, вирощених на скляній підкладці методом атомарного шарового осадження з тетраізопропоксидом титану та водою як попередниками. Рентгенівська дифракція та спектроскопія комбінаційного розсіювання підтвердили, що плівки TiO2 кристалізуються в поліморфній фазі анатазу. Плівки демонструють нанокристалічну структуру із середнім розміром кристалітів приблизно 28 нанометрів, як встановлено рентгенівськими дифракційними вимірюваннями. Рентгенівська дифракційна картина виявила чіткі піки під кутами 2θ 25,3°, 38,6°, 48,0°, 55,0° і 70,4°, що відповідають (101), (112), (020), (121) і ( 220) кристалографічних площинах, тоді як спектри КРС демонструють виражені піки при частоти 143, 194, 392, 514 і 637 см⁻¹, усі характерні для фази анатазу TiO2. Метод Таука, застосований до спектрів поглинання тонкої плівки, показав, що вона має пряму заборонену зону 3,2 еВ і непряму заборонену зону 2,3 еВ.

Завантаження

Посилання

A. Garzon-Roman, C. Zúñiga-Islas, and D.H. Cuate-Gomez, Silicon, 16, 61 (2024). https://doi.org/10.1007/s12633-023-02652-8

A. Garzon-Roman, C. Zúñiga-Islas, D.H. Cuate-Gomez, and A. Heredia-Jimenez, Sens. Actuators A: Phys. 349, 114064 (2023). https://doi.org/10.1016/j.sna.2022.114064

V. Morgunov, S. Lytovchenko, V. Chyshkala, D. Riabchykov, and D. Matviienko, East Eur. J. Phys. (4), 18 (2021), https://doi.org/10.26565/2312-4334-2021-4-02

D. Li, H. Song, X. Meng, T. Shen, J. Sun, W. Han, and X. Wang, Nanomaterials, 10, 546 (2020). https://doi.org/10.3390/nano10030546

A. Soussi, A. Ait Hssi, and M. Boujnah, J. Electron. Mater. 50, 4497 (2021). https://doi.org/10.1007/s11664-021-08976-8

Y. R. Park and K. J. Kim, Thin Solid Films, 484, 34 (2005). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2005.01.039

P. Makuła, M. Pacia, and W. Macyk, J. Phys. Chem. Lett. 9, 6814 (2018). https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.8b02892

W.A.A. Garhoom, and Z. Al Shadidi, East Eur. J. Phys. (4), 164 (2021). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2021-4-22

H. Al Dmour, East Eur. J. Phys. (3), 555 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-3-65

Y. Wei, Q. Wu, H. Meng, Y. Zhang, and C. Cao, RSC Advances, 13(30), 20584-20597 (2023). https://doi.org/10.1039/D2RA07839B

C. He, J. He, S. Cui, X. Fan, S. Li, Y. Yang, X. Tan, et al., Nanomaterials, 13(24), 3123 (2023). https://doi.org/10.3390/nano13243123

D.A. Deen, J.G. Champlain, and S.J. Koester, Appl. Phys. Lett. 103 (7), 073504 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4818754

D. Nunes, E. Fortunato, and R. Martins, Discover Materials, 2, 2 (2022). https://doi.org/10.1007/s43939-022-00023-5

H.-H. Li, G.-J. Yuan, B. Shan, X.-X. Zhang, H.-P. Ma, Y.-Z. Tian, H.-L. Lu, and J. Liu, Nanoscale Research Letters, 14, 119 (2019). https://doi.org/10.1186/s11671-019-2947-5

I.J. Abdisaidov, S.G. Gulomjanova, I.K. Khudaykulov, and K.B. Ashurov, East Eur. J. Phys. (3), 355-358 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-3-41

D. Rafieian, W. Ogieglo, T. Savenije, and R.G.H. Lammertink, AIP Adv. 5, 097168 (2015). https://doi.org/10.1063/1.4931925

K. Al-Attafi, H.A. Mezher, A.F. Hammadi, A. Al-Keisy, S. Hamzawy, H. Qutaish, and J.H. Kim, Nanomaterials 13, 1940 (2023). https://doi.org/10.3390/nano13131940

H.Y. He, Res. Chem. Intermed. 36, 155 (2010). https://doi.org/10.1007/s11164-010-0125-6

T.K. Turdaliev, K.B. Ashurov, and R.K. Ashurov, Journal of Applied Spectroscopy, 91, (2024). https://doi.org/10.1007/s10812-024-01783-z

M. Aravind, M. Amalanathan, and M.S.M. Mary, SN Appl. Sci. 3, 409 (2021). https://doi.org/10.1007/s42452-021-04281-5

V. Galstyan, E. Comini, G. Faglia, and G. Sberveglieri, Sensors, 13, 14813 (2013). https://doi.org/10.3390/s131114813

A.A. Rempel, A.A. Valeeva, A.S. Vokhmintsev, and I.A. Weinstein, Russ. Chem. Rev. 90, 1397 (2021). https://doi.org/10.1070/RCR4991

J. Jitputti, Y. Suzuki, and S. Yoshikawa, Catal. Commun. 9, 1265 (2008). https://doi.org/10.1016/j.catcom.2007.11.016

J. Jia, H. Yamamoto, and T. Okajima, Nanoscale Res. Lett. 11, 324 (2016). https://doi.org/10.1186/s11671-016-1531-5

J. Andújar, T. Theivasanthi, T. Thirugnanasambandan, and M. Alagar, arXiv: Chem. Phys. (2013). https://arxiv.org/pdf/1307.1091

A.E. Maftei, A. Buzatu, G. Damian, N. Buzgar, H.G. Dill, and A.I. Apopei, Minerals, 10, 988 (2020). https://doi.org/10.3390/min10110988

D. Rajkumar, H. Umamahesvari, and P. Nagaraju, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 34, 38 (2023). https://doi.org/10.1007/s10854-022-09106-8

O. Frank, M. Zukalova, B. Laskova, J. Kürti, J. Koltai, and L. Kavan, Phys. Chem. Chem. Phys. 14, 14567 (2012). https://doi.org/10.1039/C2CP42763J

I. Y. Bouderbala, A. Guessoum, and S. Rabhi, Appl. Phys. A, 130, 205 (2024). https://doi.org/10.1007/s00339-024-07366-1

C.M. Mahajan, JOM, 75, 448 (2023). https://doi.org/10.1007/s11837-022-05621-5

V.R. Akshay, B. Arun, G. Mandal, and M. Vasundhara, Phys. Chem. Chem. Phys. 21, 12991 (2019). https://doi.org/10.1039/C9CP01351B

Y. Alaya, R. Souissi, M. Toumi, M. Madani, L. El Mir, N. Bouguila, and S. Alaya, RSC Adv. 13, 21852 (2023). https://doi.org/10.1039/D3RA02387G

Опубліковано
2025-03-03
Цитовано
Як цитувати
Турдалієв, Т. К. (2025). Оптичні характеристики та кристалічна структура тонкої плівки TiO2 на скляній підкладці, вирощеної шляхом осадження атомарного шару. Східно-європейський фізичний журнал, (1), 250-255. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-1-27
Номер
№ 1 (2025): East European Journal of Physics
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2025 Темур К. Турдалієв

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).