Charge Transfer Reductive Doping of Single Crystal TiO2 Anatase

0101031 - UFCH-W 20040021 RIV CH eng J - Journal Article
Tarábková, Hana - Janda, Pavel - Weber, Jan - Kavan, Ladislav
Charge Transfer Reductive Doping of Single Crystal TiO2 Anatase.
[Reduktivní dopování monokrystalu TiO2 anatasu reakcí přenosu náboje.]
Journal of the Electroanalytical Chemistry and Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry. Roč. 566, č. 1 (2004), s. 73-83. ISSN 0022-0728
R&D Projects: GA ČR GA203/01/0617; GA MŠMT 1P04OCD14.10
Institutional research plan: CEZ:AV0Z4040901
Keywords : titanium dioxide * charge reversibility * tunneling spectroscopy
Subject RIV: CF - Physical ; Theoretical Chemistry
Impact factor: 2.228, year: 2004

The doping influence on parameters of the anatase single-crystal electrode and, consequently, on the course of charge transfer reactions proceeding on the electrode/electrolyte interface was examined. The comparison of reductive, thermal and charge transfer doping was discussed. Various techniques including voltammetry, Raman spectroscopy, tunneling and impedance spectroscopy have been utilized for in situ monitoring of the doping process, relative to the amount of charge exchanged. The XPS was employed for ex situ surface analysis. The changes in composition of surface and near-surface-located layers have been found to be responsible for significant variations in the course of both dark and photoassisted charge transfer processes including appearance of sub-bandgap photoeffects. The charge transfer reductive doping/oxidative de-doping is simple and well defined way for in situ tuning the carrier density, which allows modifying the anatase electrode performance.

Elektrochemické reduktivní dopování a oxidační oddopování umožňuje měnit fotoelektrochemické vlastnosti polovodiče v průběhu experimentu. Spektroelektrochemická (Ramanova) a povrchová analýza (XPS, STM) ukázala, že změny ve složení povrchových vrstev elektrody ovlivňují reakce přenosu náboje za tmy a při osvětlení včetně vlnových délek delších než odpovídá šířce zakázaného pásu polovodiče. Množství náboje prošlého v průběhu elektrochemické redukce a oxidace elektrody slouží ke kontrole procesu dopování, jehož stupeň je charakterizován průběhem reakcí na rozhraní anatas/elektrolyt. Elektrochemická redukce a oxidace umožňuje reversibilní změnu elektronové hustoty anatasu, která ovlivňuje jeho fotoelektrochemické chování.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0008504