Fe 离子注入 TiO$_2$诱导的结构缺陷

B. Leedahl; D. A. Zatsepin; D. W. Boukhvalov; R. J. Green; J. A. McLeod; S. S. Kim; E. Z. Kurmaev; I. S. Zhidkov; N. V. Gavrilov; S. O. Cholakh; A. Moewes

doi:10.1063/1.4864748

Fe 离子注入 TiO$_2$诱导的结构缺陷

材料科学 2014-02-18 v1

作者: B. Leedahl , D. A. Zatsepin , D. W. Boukhvalov , R. J. Green , J. A. McLeod , S. S. Kim , E. Z. Kurmaev , I. S. Zhidkov , N. V. Gavrilov , S. O. Cholakh , A. Moewes

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摘要

本文展示并讨论了注入 Fe 离子的 TiO $_2$ 块体和薄膜形式的 X 射线光电子能谱 (XPS) 和共振 X 射线发射谱 (RXES) 测量结果。研究结果表明，在 TiO $_2$ 块体样品中，Fe 注入会在表面区域下方诱导异价阳离子取代 (Fe $^{2+}\rightarrow$ Ti $^{4+}$ )。但在薄膜样品中，主要检测到的是 Fe 原子的团簇。此外，由于氧气暴露，在所有掺杂样品的表面均检测到大量 Fe $^{3+}$ 的二次相。将这些实验发现与注入 TiO $_2$ :Fe 系统中不同结构缺陷构型的形成能的密度泛函理论 (DFT) 计算进行了比较。根据我们的计算，TiO $_2$ :Fe 薄膜中 Fe 原子的团簇可归因于取代型和间隙型复合缺陷的形成。此外，块体和薄膜样品中 Fe 掺杂的差异最终可归因于不同的表面积体积比。

关键词

TiO2 Fe 离子注入结构缺陷 XPS RXES DFT 计算阳离子取代原子团簇

引用

@article{arxiv.1402.0056,
  title  = {Structural defects induced by Fe-ion implantation in TiO2},
  author = {B. Leedahl and D. A. Zatsepin and D. W. Boukhvalov and R. J. Green and J. A. McLeod and S. S. Kim and E. Z. Kurmaev and I. S. Zhidkov and N. V. Gavrilov and S. O. Cholakh and A. Moewes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1402.0056},
  year   = {2014}
}

备注

7+ pages, 3 Figure, to appear in J. Appl. Phys

Fe 离子注入 TiO$_2$诱导的结构缺陷

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