共掺杂外延钛酸盐薄膜中的可见光载流子产生
材料科学
2015-03-05 v1
摘要
钙钛矿型钛酸盐如 SrTiO (STO) 展现出广泛的重要功能特性，包括高电子迁移率、铁电性以及优异的光催化性能。然而，钛酸盐较宽的光学带隙限制了其在这些应用中的使用，使其不适合集成到太阳能收集技术中。我们最近的工作表明，通过以相等浓度用 La 和 Cr 掺杂 STO，可以在外延薄膜中增强可见光吸收，同时避免任何补偿缺陷。在本工作中，我们探讨了这些薄膜中光激发载流子的光学性质。利用光谱椭偏仪，我们发现 Cr 掺杂剂在 STO 的 O 2p 价带顶上方产生了电子态，将材料的直接带隙从 3.75 eV 降低至 2.4 到 2.7 eV 之间，具体取决于掺杂水平。瞬态反射光谱测量结果与椭偏仪观测结果一致，并证实光生载流子的存在时间长于 2 ns。最后，通过光电化学亚甲基蓝降解测量，我们表明与共掺杂薄膜相比，纯 STO 的可见光光催化性能较弱（即共掺杂薄膜表现出增强的可见光光催化性能）。
引用
@article{arxiv.1501.07247,
title = {Visible light carrier generation in co-doped epitaxial titanate films},
author = {Ryan B. Comes and Sergey Y. Smolin and Tiffany C. Kaspar and Ran Gao and Brent A. Apgar and Lane W. Martin and Mark E. Bowden and Jason B. Baxter and Scott A. Chambers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.07247},
year = {2015}
}
备注
19 pages including supplement, 8 figures (3 main, 5 supplement)