ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ НАНОПОРИСТЫХ И НАНОТРУБЧАТЫХ СЛОЕВ ОКСИДА ТИТАНА МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ИМПЕДАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ


https://doi.org/10.17073/1609-3577-2012-3-54-59

Полный текст:


Аннотация

Электролитическим травлением в смешанном органо−неорганическом электролите
получены слои нанопористого и нанотрубчатого оксида титана. Процесс формирования слоев
исследован in−situ методом электрохимической импедансной спектроскопии. Показано, что за
исключением начального периода практически в течение всего процесса импеданс электролитической ячейки определяется импедансом контакта электро лита и оксида титана на дне нанопористого и нанотрубчатого слоев. Обнаружено, что электрическое сопротивление области пространственного заряда в
слое оксида титана выше, чем сопротивление переноса заряда на границе раздела электролит/TiOx. Это свидетельствует о том, что скорость роста пористого и нанотрубчатого слоев, полученных травлением в органо− неорганическом электролите, ограничена переносом ионов титана и кислорода через слой оксида, а не диффузией ионов в электролите.


Об авторах

Л. А. Балагуров
ОАО «Гиредмет»
Россия

кандидат физ.−мат. наук, ведущий научный сотрудник, ОАО «Гиредмет», 119017, г. Москва,
Б. Толмачевский пер., д. 5



М. А. Агафонова
Московский государственный университет тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова
Россия

студентка, МИТХТ им. М. В.Ломоносова, 119571, г. Москва, просп. Вернадского, д. 86,



Е. А. Петрова
ОАО «Гиредмет»
Россия

кандидат физ.−мат. наук., старший научный сотрудник, ОАО «Гиредмет», 119017, г. Москва,
Б. Толмачевский пер., д. 5



А. Г. Яковенко
Московский государственный университет тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова
Россия

доктор техн. наук, профессор, МИТХТ им. М. В.Ломоносова, 119571, г. Москва, просп.
Вернадского, д. 86



Список литературы

1. Mor, G. K. Use of highly−ordered TiO2 nanotube arrays in dye−sensitized solar cells / G. K. Mor, K. Shankar, M. Paulose, O. K. Varghese, C. A. Grimes // Nano Lett. − 2006. − V. 6, N 2. − P. 215—218.

2. Chu, S. Z. Highly porous (TiO2—SiO2—TeO2)/Al2O3/TiO2 composite nanostructures on glass with enhanced photocatalysis fabricated by anodization and sol−gel process / S. Z. Chu, S. Inoue, K. Wada, D. Li, H. Haneda, S. Awatsu // J. Phys. Chem. B. − 2003. − V. 107, N 27. − P. 6586—6589.

3. Mor, G. K. Enhanced photocleavage of water using titania nanotube arrays / G. K. Mor, K. Shankar, M. Paulose, O. K. Varghese, C. A. Grimes // Nano Lett. − 2005. − V. 5, N 1. − P. 191—195.

4. Mura, F. Stable TiO2 nanotube arrays with high UV photoconversion efficiency / F. Mura, A. Masci, M. Pasquali, A. Pozio // Electrochimica Acta. − 2010. − V. 55, N 7. − P. 2246—2251.

5. Michailowski, A. Highly regular anatase nanotubule arrays fabricated in porous anodic templates / A. Michailowski, D. Mawlawi, G. S. Cheng, M. Moskovits // Chem. Phys. Lett. − 2001. − V. 349, N 1. − P. 1—5.

6. Kobayashi, S. Preparation of helical transition−metal oxide tubes using organogelators as structure−directing agents / S. Kobayashi, N. Hamasaki, M. Suzuki, M. Kimura, H. Shirai, K. Hanabusa // J. Amer. Chem. Soc. − 2002. − V. 124, N 23. − P. 6550—6551.

7. Tian, Z. R. Large oriented arrays and continuous films of TiO2−based nanotubes / Z. R. Tian, J. A. Voigt, J. Liu, B. McKenzie, H. Xu // Ibid. − 2003. − V. 125, N 41. − P. 12384—12385.

8. Yao, B. D. Formation mechanism of TiO2 nanotubes / B. D. Yao, Y. F. Chan, X. Y. Zhang, W. F. Zhang, Z. Y. Yang, N. Wang // Appl. Phys. Lett. − 2003. − V. 82, N 2. − P. 281—283.

9. Yoriya, S. Initial studies on the hydrogen gas sensing properties of highly−ordered high aspect ratio TiO2 nanotube−arrays 20 μm to 222 μm in length / S. Yoriya, H. E. Prakasam, O. K. Varghese, K. Shankar, M. Paulose, G. K. Mor, T. J. Latempa, C. A. Grimes // Sens. Lett. − 2006. − V. 4, N 3. − P. 334—339.

10. Lai, Y. Self−organized TiO2 nanotubes in mixed organic– inorganic electrolytes and their photoelectrochemical performance / Y. Lai, H. Zhuang, L. Sun, Z. Chen, C. Lin // Electrochimica Acta. − 2009. − V. 54, N 26. − P. 6536—6542.

11. Peng, X. TiO2 nanotube arrays fabricated by anodization in different electrolytes for biosensing / X. Peng, B. G. Betzaida, G. Qing, L. Dawei, C. Guozhong // Electrochem. Comm. − 2007. − V. 9, N 9. − P. 2441—2447.

12. Grimes, C. A. Light, water, hydrogen: the solar generation of hydrogen by water photoelectrolysis. / C. A. Grimes, O. K. Varghese, S. Ranjan. − Springer, 2008. − 546 p.

13. Grimes, C. A. TiO2 Nanotube arrays: synthesis, properties and applications. / C. A. Grimes, G. K. Mor. − Springer, 2009. − 358 p.

14. Lasia, A. Electrochemical impedance spectroscopy and its applications. / A. Lasia // Modern aspects of electrochemistry. − N.−Y. : Kluwer Academic Plenum. Publishers, 1999. − V. 32. − P. 148—248.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Балагуров Л.А., Агафонова М.А., Петрова Е.А., Яковенко А.Г. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ НАНОПОРИСТЫХ И НАНОТРУБЧАТЫХ СЛОЕВ ОКСИДА ТИТАНА МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ИМПЕДАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2012;(3):54-59. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2012-3-54-59

For citation: Balagurov L.A., Agafonova M.A., Petrova E.A., Yakovenko A.I. Study of Titanium Oxide Nanoporous and Nanotubular Layer Formation Using Electrochemical Impedance Spectroscopy. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2012;(3):54-59. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2012-3-54-59

Просмотров: 244

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)