Электрофизические свойства микросвитков диоксида титана, легированных линейными углеродными цепями, стабилизированными золотыми наночастицами
Российский научный фонд, Разработка новых эффективных прозрачных сред для солнечной энергетики на основе линейных углеродных цепей, 23-29-10016
Бухаров Д.Н.1, Лелекова А.Ф.1, Самышкин В.Д.1, Халимов Н.А.1, Эйум Эссака С.П.1, Кузнецов А.А.1, Бодунов Д.А.1, Абрамов А.С.1, Кучерик А.О.1
1Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, Владимир, Россия
Email: buharovdn@gmail.com, lelekowa.a@yandex.ru, simplevladius@mail.ru, nazrullonazar2000@gmail.com, nazutojake99@gmail.com, kuznetsovaabus@vk.com, bodunov-2002@mail.ru
Поступила в редакцию: 9 сентября 2024 г.
В окончательной редакции: 18 октября 2024 г.
Принята к печати: 21 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 25 декабря 2024 г.
Предложен трехэтапный метод синтеза системы микросвитков диоксида титана с периодической структурой: осаждение пористой пленки методом лазерной абляции, легирование ее линейными углеродными цепями, стабилизированными наночастицами золота, методом Spraying-Jet, формирование микросвитков blading-методом. Проведено исследование структуры полученных образцов, оценены размеры образующих элементов, показана их дендритная структура и периодический характер. Проведено исследование электрофизических свойств системы микросвитков диоксида титана, легированных углеродными цепочками, закрепленными между наночастицами золота, в процессе возбуждения в них фототока, продемонстрировавшее фотоэлектрические свойства у полученных образцов. Варьирование параметрами возбуждения фототока (мощностью излучения и временем облучения) позволило добиться квантовой эффективности до значений порядка 29% и 46% соответственно. Предложена модель в приближении диода Шоттки для описания вольтамперных характеристик исследуемых систем микросвитков и фототока в них с относительной погрешностью не более 10% Проведено сравнение с аналогичными системами, легированными металлоуглеродными комплексами на основе наночастиц меди и железа, продемонстрировавшее, что они могут выступать в качестве альтернативы комплексам с наночастицами золота. Ключевые слова: микросвитки диоксида титана, оптическое возбуждение, фототок, модель диода Шоттки.
- A.A. Rempel, A.A. Valeeva, A.S. Vokhmintsev, I.A. Weinstein. Chem. Rev., 90 (11), 1397 (2021)
- F. Heidenau, W. Mittelmeier, R. Detsch, M. Haenle, F. Stenzel, G. Ziegler, H. Gollwitzer. J. Materials Science: Materials in Medicine, 16 (10), 883--888 (2005). DOI: 10.1007/s10856-005-4422-3
- I.B. Dorosheva, A.S. Vokhmintsev, I.A. Weinstein, A.A. Rempel. Phys. Chem. Math., 14 (4), 447--453 (2023). DOI: 10.17586/2220-8054-2023-14-4-447-453
- T.C. Selema, T.D. Malevu, M.R. Mhlongo, S.V. Motloung, T.E. Motaung. Eemergent Мater, (2024). DOI: 10.1007/s42247-024-00731-z
- A.A. Hendi, M.M. Alanazi, W. Alharbi, T. Ali, M.A. Awad, K.M. Ortashi, H. Aldosari, F.S. Alfaifi, R. Qindeel, G. Naz, T.H. Alsheddi. J. King Saud University --- Science, 35 (3), 1--7 (2023). DOI: 10.1016/j.jksus.2023.102555
- D.K. Njoroge. Sci. Tech. Energ. Transition, 78, 26 (2023). DOI: 10.2516/stet/2023024
- Z. Zhao, X. Zhang, G. Zhang et al. Nano Res., 8, 4061--4071 (2015). DOI: 10.1007/s12274-015-0917-5
- Z. Barlow, Z. Wei, R. Wang. Materials Chemistry and Physics, 309, 128316 (2023). DOI: 10.1016/j.matchemphys.2023.128316
- Y.G. Guo, L.J. Wan, C.L. Bai. J. Phys. Chem. B, 107 (1), 5441--5444 (2003)
- S. Kavokina, V. Samyshkin, J. Cao, A. Abramov, A. Osipov, S.P. Essaka, N. Khalimov, D. Bodunov, A. Kavokin. Nanomaterials, 14 (1), 56 (2024). DOI: 10.3390/nano14010056
- S. Kutrovskaya, I. Chestnov, A. Osipov, V. Samyshkin, I. Sapegina, A. Kavokin, A. Kucherik. Scientific Reports, 10 (1), 9709 (2020). DOI: 10.1038/s41598-020-65356-8/
- A.O. Kucherik, S.M. Arakelian, S.V. Garnov, S.V. Kutrovskayа, D.S. Nogtev, A.V. Osipov, K.S. Khor'kov. Quantum Electronics, 46 (7), 627 (2016). DOI: 10.1070/QEL16128
- V. Samyshkin, A. Lelekova, A. Osipov, D. Bukharov, I. Skryabin, S. Arakelian, S. Kutrovskaya. Optical and Quantum Electronics, 51 (1), 1--9 (2019). DOI: 10.1007/s11082-019-2114-3
- S. Kutrovskaya, A. Kucherik, A. Osipov, V. Samyshkin, A. Istratov, A.V. Kavokin. Scientific Reports, 9 (1), 1--9 (2019). DOI: 10.1038/s41598-019-43588-7
- G.A. Gonzato. Computers \& Geosciences, 24 (1), 95--100 (1998). DOI: 10.1016/S0098-3004(97)00137-4
- J. Kusuma, R.G. Balakrishna. Solar Energy, 159 (1), 682--696 (2018). DOI: 10.1016/j.solener.2017.11.037
- H.J. Snaith, M. Gratzel. Adv. Mater., 18, 1910 (2006)
- E. Hendry, M. Koeberg, B. O'Regan, M. Bonn. Nano Lett., 6 (4), 755--759 (2006). DOI: 10.1021/nl0600225
- А.А. Логунов, А.И. Машин, И.Ю. Строганов. ФТП, 48 (5), 702--705 (2014)
- D. Bartolomeo. Phys. Rep., 606, 1--58 (2016). DOI: 10.1016/j.physrep.2015.10.003