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J-GLOBAL ID：202202246526310530   整理番号：22A1160938

メソ多孔性基板上の原子層蒸着による極薄すずドープ酸化チタン:物理的/電子構造,分光電気化学および界面電荷移動【JST・京大機械翻訳】

Ultrathin Tin-Doped Titanium Oxide by Atomic Layer Deposition on a Mesoporous Substrate: Physical/Electronic Structure, Spectroelectrochemistry, and Interfacial Charge Transfer

著者 (3件)： Mortelliti Michael J. (Department of Chemistry, University of North Carolina at Chapel Hill, North Carolina, United States) ,  Patel Milan Y. (Department of Chemistry, University of North Carolina at Chapel Hill, North Carolina, United States) ,  Dempsey Jillian L. (Department of Chemistry, University of North Carolina at Chapel Hill, North Carolina, United States)
資料名： Journal of Physical Chemistry C  (Journal of Physical Chemistry C)
巻： 126  号： 11  ページ： 5265-5282  発行年： 2022年 
JST資料番号： W1877A  ISSN： 1932-7447  CODEN： JPCCCK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 水によるテトラキスジメチルアミドスズ-(IV)とチタン-(IV)の三元原子層堆積(ALD)を用いて,透明,絶縁性,およびメソポーラスZrO_2基板上に超薄(<5nm)SnドープTiO_x(Sn:TiO_x)被覆を作製した。アニールされたSnO_2/TiO_xコア/シェル材料との比較を行うために,アニールしたSn:TiO_xコーティングを作製し,色素増感太陽電池(DSPEC)のアノードとして応用し,ALDを用いても作製した。アニールしたSnO_2/TiO_xコア/シェル材料は,機能性DSPECデバイスにおける電荷移動に影響する界面Sn_1-xTi_xO_2材料を有すると仮定した。三元ALDによるTiO_xへのSnの取り込みは,X線光電子分光法とエネルギー分散X線分光分析(EDS)による元素マッピングによって裏付けられた。ZrO_2基板上のアニールしたSn:TiO_x被覆の物理的構造を,高分解能透過型電子顕微鏡,高角度環状暗視野走査型透過電子顕微鏡,EDSによる元素マッピング,およびRaman分光法によって研究した。顕微鏡イメージング技術は,Sn:TiO_xコーティングが比較的共形で滑らかであることを示した。Raman分光法と顕微鏡イメージングからのデータは,アニールしたTiO_xが正方晶アナターゼ多形に結晶化するが,被膜はSnドーパントの取り込みで非晶質になることを示唆する。絶縁ZrO_2基板が超薄ALD被覆の(分光)-電気化学分析を可能にし,組成の関数として電子構造を評価した。Sn:TiO_xコーティングの還元電気化学は,浅い指数と深いトラップ状態分布の両方がSn取込みの増加と共に増強されることを明らかにした。Sn:TiO_xの分光電気化学は,2つの還元プロセスが起こることを示し,これはSn4+イオンのSn2+への還元とTiO_x中の電子局在化である。Sn:TiO_x材料の分光電気化学からの結果を用いて,アニールしたSnO_2/TiO_xコア/シェル材料電子はSn:TiO_x材料として最もよく記述されるシェル中に局在化することを提案する。最後に,過渡吸収分光法を用いて,Sn:TiO_x被覆と表面固定[Ru-(bpy)_2(4,4′-(PO_3H_2)_2bpy)]2+(bpy=2,2′-ビピリジン;4,4′-(PO_3H_2)_2bpy=4,4′-ビス-(ホスホン酸)-2,2′-ビピリジン)色素間の界面電荷再結合を調べた。過渡吸収分光法による結果は,アニールしたSnO_2/TiO_xとSn:TiO_xの電荷再結合が,組成の関数として浅い指数と深いトラップ状態分布への大きな変化にもかかわらず,熱活性化Ti3+→Ti4+ホッピングの同じ機構を有するTiO_xによって律速されることを示唆する。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *界面 ,  還元 ,  再結合 ,  *電荷移動 ,  *電子 ,  *スズ ,  被覆 ,  *酸化チタン ,  非晶質 ,  画像処理 ,  *ドーピング ,  *スペクトロスコピー ,  ドーパント ,  アナターゼ ,  アノード
準シソーラス用語： 電荷再結合 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 塩基,金属酸化物  (CD01030Z) ,  酸化物薄膜  (BK14050P)

タイトルに関連する用語 (9件)： メソ多孔性 ,  原子層蒸着 ,  すず ,  ドープ ,  酸化チタン ,  物理 ,  電子構造 ,  分光電気化学 ,  界面電荷