مطالعه ويژگي‌هاي ساختاري و اپتيكي نانوذرات اكسيد تيتانيوم آلاييده با آهن

Structural and optical properties of Fe doped TiO2 nanoparticles

در اين پژوهش، نانوذرات اكسيد تيتانيوم آلاييده با آهن در غلظت مولي Fe/Ti از 1 تا 10% و دماي بازپخت 400 تا oC 800 توسط طيف سنجي پراش اشعه x ، تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني تراگسيلي (TEM) و طيف سنجي بازتاب پخشي (DRS) مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه نانوذرات سنتز شده با استفاده از تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني تراگسيلي از 6 تا nm 100 تخمين زده شد. مطالعات اپتيكي طيف سنجي بازتاب پخشي نشان داد كه آلايش اكسيد تيتانيوم با فلزات واسطه مي‌تواند اثر قابل توجهي بر روي ويژگي‌هاي جذبي نانوذرات اكسيد تيتانيوم در ناحيه مرئي داشته ‌باشد. محاسبات گاف انرژي با استفاده از مشتق دوم نمودار تاك نشان مي‌دهد كه گاف انرژي براي نمونه‌هاي با مقدار ناخالصي بيشتر و بازپخت در دماي بالاتر مي‌تواند كاهش يافته و به مقدار eV 2/5 برسد.

In this work, Fe doped TiO2 nanoparticles at different Fe/Ti molar ratio from 1 to 10% and different annealing temperature from 400 to 800 oC were investigated by X-ray diffraction spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM) and diffuse reflectance spectroscopy (DRS). The size of prepared nanoparticles was estimated between 6 to 100 nm by transmission electron microscopy. The characterization by diffuse reflectance spectroscopy revealed that the optical absorption in the visible region significantly increased by doping of TiO2 nanoparticles.. The calculated gap energy by second derivative of Tauc plot demonstrated that the gap energy decreased to 2.5 eV for samples at higher Fe content and annealing temperature.