Digitální knihovna UPCE přechází na novou verzi. Omluvte prosím případné komplikace. / The UPCE Digital Library is migrating to a new version. We apologize for any inconvenience.

Publikace:
Protection of hematite photoelectrodes by ALD-TiO2 capping

Článekopen accesspeer-reviewedsubmitted version (preprint)
dc.contributor.authorImrich, T
dc.contributor.authorZazpe, Raul
dc.contributor.authorKrysova, H
dc.contributor.authorPausova, S
dc.contributor.authorDvořák, Filip
dc.contributor.authorRodriguez Pereira, Jhonatan
dc.contributor.authorMichalicka, J
dc.contributor.authorMan, O
dc.contributor.authorMacák, Jan
dc.contributor.authorNeumann-Spallart, M
dc.contributor.authorKrysa, J
dc.date.accessioned2022-06-03T12:10:51Z
dc.date.available2022-06-03T12:10:51Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractIron (III) oxide, in the form of hematite (alpha-Fe2O3), is a n-type semiconductor which is photoactive in the visible spectral region. Therefore, use in photoelectrocatalysis and photoassisted water electrolysis may be suggested. For such implementations, stability of contacts with liquid phases is mandatory. Hematite is stable in alkaline media but less stable in acidic media. For the first time the coverage of porous photoactive Sn doped hematite by thin capping layers of TiO2, deposited by Atomic Layer Deposition (ALD) and its impact on photocurrent and chemical stability of hematite is shown. The nominal thicknesses of the TiO2 ALD coatings were 0.5, 2 and 7.5 nm. The presence of the TiO2 coatings was evidenced by X-ray photoelectron spectroscopy, high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM) and scanning TEM coupled with energy dispersive X-ray (EDX) spectroscopy. HR-TEM analyses revealed that the TiO2 capping layers were amorphous and conformal. Exposure of uncovered hematite layers to 1 M sulfuric acid led to a nominal dissolution rate of 0.23 nm/h which was halved when a TiO2 ALD coating (7.5 nm thin) was applied. Due to mismatch of the valence band positions of the two semiconductors, photocurrents were strongly diminished as the capping layer thickness was increased. Post calcination of as deposited ALD films on hematite resulted in an increase of photocurrent, which only exceeded photocurrents of pristine hematite when the ALD thickness was not more than 0.5 nm.eng
dc.description.abstract-translatedOxid železitý ve formě hematitu (α-Fe2O3) je polovodič n-typu a je fotoaktivní ve viditelné spektrální oblasti. Proto lze využít ve fotoelektrokatalýze a fotoasistovaném rozkladu vody. Pro tyto využití je důležitá jeho stabilita v kontaktu s kapalnou fází. Hematit je stabilní v alkalickém prostředí, ale méně stabilní v kyselém prostředí. V této práci poprvé ukazueme pokrytí porézního Sn-dopovaného hematitu tenkými krycími vrstvami TiO2, deponovanými depozicí atomárních vrstev (ALD) a dopad těchto vrstev na chemickou stabilitu a stabilitu fotoproudů. Nominální tlouštky ALD TiO2 vrstev byly 0.5, 2 a 7.5 nm. Přítomnost TiO2 vrstev byla detekována pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie, transmisní elektronové mikroskopie s vysokým rozlišením (HR-TEM) a skenovací TEM s energiově disperzním detektorem (EDX). HR-TEM analýzy odhalili, že TiO2 vrstavy byly rovnoměrné a zárověn amorfní. Jejich expozice nepokrytého hematitu v 1M kyselině sírové způsobila rozpouštění o rychlosti 0.23 nm/h, přičemž tato hodnota poklesla o polovinu při pokrytí TiO2 vrstvou (7.5 nm). Díky energetické nevyrovnanosti valenčních pásů obou polovodičů docházelo ke graduálnímu poklesu vygenerovaných fotoproudů s rostoucí tloušťkou krycí vrstvy. Následné žíhání deponovaných hematitů zvýšilo fotoproudy, které byly v případě nejtenčí krycí vrstvy (0.5 nm) dokonce vyšší než fotoproudy samotného hematitu.cze
dc.formatp. 113126eng
dc.identifier.doi10.1016/j.jphotochem.2020.113126
dc.identifier.issn1010-6030
dc.identifier.obd39886672
dc.identifier.scopus2-s2.0-85099693410
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10195/79043
dc.identifier.wos000623634700001
dc.language.isoeng
dc.peerreviewedyeseng
dc.project.IDEF17_048/0007421/NANOBIO - posilování mezioborové spolupráce ve výzkumu nanomateriálů a při studiu jejich účinků na živé organismycze
dc.publicationstatussubmitted version (preprint)eng
dc.publisherElsevier Science SAeng
dc.relation.ispartofJournal of Photochemistry and Photobiology A-Chemistry, volume 409, issue: Marcheng
dc.relation.publisherversionhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1010603020309230?via%3Dihub
dc.rightsopen access (green)eng
dc.subjecthematiteeng
dc.subjectTiO2 capping layereng
dc.subjectchemical dissolutioneng
dc.subjectALDeng
dc.subjectXPSeng
dc.subjecthematitcze
dc.subjectochranná TiO2 vrstvacze
dc.subjectchemické rozpouštěnícze
dc.subjectALDcze
dc.subjectXPScze
dc.titleProtection of hematite photoelectrodes by ALD-TiO2 cappingeng
dc.title.alternativeOchrana hematitových elektrod pomocí krycích TiO2 vrstev vytvořených ALDcze
dc.typeArticleeng
dspace.entity.typePublication

Soubory

Původní svazek

Nyní se zobrazuje 1 - 1 z 1
Načítá se...
Náhled
Název:
Imrich_et_al._JPhotochem.pdf
Velikost:
861 KB
Formát:
Adobe Portable Document Format
Popis: