Using a variational method within the framework of an effective mass approximation, applying a triangular coordinate system of an electron, a hole and an exciton moving in a titanium dioxide nanocrystal, an exciton energy spectrum was obtained as a function of a radius of the nanocrystal particle. It was established that the optical absorption of anatase nanocrystal, observed in the experiment, was due to the appearance of an exciton in the nanocrystal. Using a variational calculation of the energy spectrum of the exciton in the nanocrystal, a position of an absorption peak was determined.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article presents titanium(IV) oxide nanocrystals in the crystalline form of anatase obtained by hydrothermal synthesis using various shape-controlling agents. Two methods were applied. In the first, diethanolamine (DEA) was used as the shape-controlling agent and titanium(IV) isopropoxide (TTIP) as the TiO2 precursor. In the second method, carbonate ions were responsible for controlling the shape, while potassium titanate nanowires (KTNWs) were the precursor of TiO2. The expected application of the nanocrystals was related to the absorption of visible light. Therefore, the main goal was to modify shape-controlled TiO2 with a narrow band semiconductor providing absorption of light in that range. Based on spectrophotometric analysis, it was found that the TiO2@Fe2O3 composites possess a band gap in the range between 2.21 and 2.30 eV which originates from the Fe2O3 nanoparticles. Moreover, a small amount of Fe3+ ions was incorporated into the TiO2 lattice, as evidenced by the band gap ranging from 2.85 to 2.95 eV.
PL
Przedstawiono nanokryształy dwutlenku tytanu w postaci anatazu otrzymane w wyniku syntezy hydrotermalnej przy zastosowaniu różnych środków kontroli kształtu. W pierwszej metodzie użyto dietanoloaminy (DEA) jako środka regulującego kształt i izopropanolanu tytanu(IV) (TTIP) jako prekursora TiO2. W drugiej metodzie za kontrolę kształtu odpowiadały jony węglanowe, a prekursorem były nanodruty tytanianu potasu (KTNWs). Mając na uwadze przyszłe wykorzystanie otrzymanych nanokryształów w zastosowaniach związanych z absorpcją światła widzialnego, celem było zmodyfikowanie TiO2 o kontrolowanym kształcie za pomocą półprzewodnika wąskopasmowego, którego absorpcja promieniowania obejmuje obszar widzialny. Uzyskane kompozyty TiO2@Fe2O3 posiadają przerwę wzbronioną o wartości z przedziału od 2,21 do 2,30 eV pochodzącą od nanocząstek Fe2O3. Ponadto niewielka ilość jonów Fe3+ została wprowadzona do sieci TiO2, o czym świadczy przerwa wzbroniona o wartości 2,85÷2,95 eV.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.