Surface and bulk properties of TiO2 in relation to sensor applications

Göpel, Wolfgang; Kirner, U.; Wiemhöfer, Hans‐Dieter; Rocker, G.

doi:10.1016/0167-2738(88)90397-9

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“…Referring to Table , both experiments (PL, PES, XPS, UPS, RPS, XAS) and calculations (DFT, e.g. LDA, GGA+U, B3LYP, sX, HSE06) agree at least that the defects in TiO 2 , which are located around 1 eV below the CB, are Ti 3+ -type ,,,, and show d–d transitions/3d-character and an EPR signal of paramagnetic Ti 3+ . , Measured peaks suffer from ∼0.5 eV fwhm, with the maximum mostly between 0.5 and 1.7 eV, ,,,,,,− so the defects in TiO 2 can be caused either by oxygen vacancies (V O ) or Ti interstitials (Ti int ), and titania layers could correspondingly be a reduced form of TiO 2 , i.e., an O-poor TiO 2– x or a Ti-poor Ti 1– x O 2 . Since consecutively distinguishing between those two defect types experimentally by localizing them in the band gap, the debate on the nature of defects in TiO 2 , found in the references of this paragraph, still goes on.…”

Section: Defects In Tio2mentioning

confidence: 74%

Kinetic Monte Carlo Simulations of Defects in Anatase Titanium Dioxide

2016

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Anatase titanium dioxide is a highly promising material for memristors and photocatalysis. Multiple electronic transport processes are known to be influenced by defects in nanoscale anatase. Hence, in this study, we examine charge transport due to defects with respect to the fabrication of nanometer-thin TiO2 films via kinetic Monte Carlo (kMC). A compact kMC model for metal–oxide–semiconductor (MOS) and metal–oxide–metal (MOM) structures comprising TiO2 was parametrized by the electronic properties of TiO2 in agreement with the literature, in particular, spectroscopic studies and DFT calculations on defects in anatase. kMC simulations of MOS structures were refined, for the first time, by separate drift-diffusion simulations on the band bending in p+-Si substrates as well as by barrier heights adjusted for the Fermi level pinning effect. Referring to the impact of specific TiO2 film growth methods and postgrowth treatments on the parameters for defect energies in particular, electrical jV characteristics of material stacks fabricated by PVD and CVD methods, as reported in the literature, were reproduced computationally at high accuracy. Thus, conclusions on the dependence of electron trap levels in anatase on the sample processing could be drawn from this kMC-based computational analysis, attributing defects in TiO2 to shallow titanium interstitials (Tiint) or deep oxygen vacancies (VO), depending on the fabrication methods.

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Section: Defects In Tio2mentioning

confidence: 74%

Kinetic Monte Carlo Simulations of Defects in Anatase Titanium Dioxide

2016

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“…Titania (TiO 2 ) has been applied within research areas such as photocatalysis [ 93 ], sensing [ 94 ] and separation science [ 95 ]. TiO 2 exists in three mineralogical crystal phases: anatase, rutile and brookite.…”

Section: Monolithic Oxidesmentioning

confidence: 99%

Sol-Gel Synthesis of Non-Silica Monolithic Materials

2010

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Monolithic materials have become very popular because of various applications, especially within chromatography and catalysis. Large surface areas and multimodal porosities are great advantages for these applications. New sol-gel preparation methods utilizing phase separation or nanocasting have opened the possibility for preparing materials of other oxides than silica. In this review, we present different synthesis methods for inorganic, non-silica monolithic materials. Some examples of application of the materials are also included.

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“…Os campos de aplicação deste material incluem a construção de nariz eletrô-nico, dispositivos opto-eletrônicos, células solares, "displays" de cristal líquido, catalisadores e sensores de gases [37][38][39][40][41][42][43][44][45][46] . Esta última é uma das principais aplicações do dióxido de estanho.…”

Section: Dióxido De Estanhounclassified

Dióxido de estanho nanoestruturado: síntese e crescimento de nanocristais e nanofitas

Maciel¹,

Longo²,

Leite³

2003

Quím. Nova

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Recebido em 15/5/02; aceito em 2/6/03 NANOSTRUCTURED TIN DIOXIDE: SYNTHESIS AND GROWTH OF NANOCRYSTALS AND NANORIBBONS. The objectives of this work are to supply a basic background on nanostructured materials and also to report about the obtaining of nanoparticles, mainly, tin dioxide nanocrystalline particles (obtained by using the polymeric precursor method) presenting a high stability against particle growth due to the usage of a metastable solid solution. The synthesis and growth of SnO 2 nanoribbons by a carbothermal reduction process are also discussed.Keywords: nanostructured materials; tin dioxide; metastable solid solution. INTRODUÇÃOA nanociência figura como uma das áreas mais atraentes e promissoras para o desenvolvimento tecnológico neste século. Para confirmação desta tendência é suficiente que se faça uma busca em qualquer um dos principais periódicos de alcance internacional, por exemplo, Science, onde pode ser verificado um aumento gradativo do número de trabalhos envolvendo nanoestruturas e nanotecnologia. Na literatura científica são encontrados diversos termos relacionados à nanociência, dentre os quais podemos citar nanopartículas, nanocristais, nanofios, nanofitas, nanotubos, nanocompósitos 1-11 etc. Na realidade, todos estes são ou estão relacionados com materiais nanoestruturados, que apresentam características estruturais bem definidas.As propriedades físicas e químicas de materiais em escala nanométrica (normalmente definida no intervalo de 1-100 nm) são de imenso interesse e crescente importância para futuras aplicações tecnológicas. Materiais nanoestruturados geralmente exibem propriedades diferenciadas com relação aos demais materiais. Pode-se encontrar na literatura vários exemplos de como propriedades do tipo magnética, óptica, ponto de fusão, calor específico e reatividade de superfície podem ser afetadas pelo tamanho de partícula [12][13][14][15][16] . Normalmente, as modificações mais sensíveis nas propriedades desses materiais acontecem quando as partículas se apresentam na faixa de 1-10 nm de tamanho. Estas mudanças são conhecidas como efeitos quânticos de tamanho (confinamento), e sua origem está diretamente relacionada ao tipo de ligação química no cristal 17 . A relação entre propriedades e tamanho de partícula é conhecida desde o século XIX, quando Faraday mostrou que a cor de partículas coloidais de Au pode ser modificada mudando o tamanho das partículas de Au 18 . No entanto, apesar da longa história que envolve este assunto, o interesse em nanopartículas foi significativo apenas nos últimos 10 anos. As atividades de pesquisas relacionadas a esta área foram impulsionadas pela habilidade para controlar as propriedades dos materiais através do controle do tamanho das partículas. Este desenvolvimento pode resultar em novas tecnologias, inclusive conversão de energia [19][20][21][22][23] Neste trabalho apresenta-se uma abordagem inicial sobre materiais nanoestruturados, em especial o dióxido de estanho, envolvendo alguns aspectos básicos. Versa-se sobre a técnica de ob...

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Surface and bulk properties of TiO2 in relation to sensor applications

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Kinetic Monte Carlo Simulations of Defects in Anatase Titanium Dioxide

Kinetic Monte Carlo Simulations of Defects in Anatase Titanium Dioxide

Sol-Gel Synthesis of Non-Silica Monolithic Materials

Dióxido de estanho nanoestruturado: síntese e crescimento de nanocristais e nanofitas

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