Nanoscale Clarification of the Electronic Structure and Optical Properties of TiO<sub>2</sub> Nanowire with an Impurity Phase upon Sodium Intercalation
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Notice bibliographique
Résumé
The electronic structure and optical property of heterostructural TiO 2 nanowire (NW) synthesized by a hydrothermal process have been extensively studied. X-ray diffraction (XRD) and X-ray absorption near-edge structure (XANES) were used to probe the crystal structure and the local structure and bonding (unoccupied electronic states) of the as-obtained TiO 2 NW, respectively. Discrepancy between XRD and XANES results without spatial resolution was observed and interpreted on the basis of the inhomogeneous distribution of a sodium titanate impurity phase among the “bulk” pristine TiO 2 phase. Scanning transmission X-ray microscopy (STXM), on the other hand, provides nanoscale clarification for the divergence with a spatial resolution of 30 nm. Using STXM, the nature of the sodium titanate impurity phase and pristine TiO 2 phase was thoroughly characterized by comparing the XANES at the Na K-edge, Ti L 3,2 -edge, and O K-edge. The local effect of sodium intercalation into the TiO 2 matrix together with the presence of sodium titanate impurity to the electronic structure of the entire NW specimen was addressed. Analysis was also conducted using 2D XANES-XEOL (X-ray excited optical luminescence) spectroscopy. The optical interplay with structural properties reveals the element and site specificity of the observed luminescence. Of these, the dominant green emission and minor near-infrared (NIR) luminescence were attributed to the defect states from both Ti and O sites within the minor sodium titanate phase and the dominant rutile TiO 2 phase, respectively. The relationship between the observed luminescence intensity ratio and the phase content ratio of rutile and sodium titanate is discussed.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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