Lifetime Enhancement of Visible Light Induced Photocharges in Tungsten and Nitrogen<i>in situ</i>Codoped TiO<sub>2</sub>:WN Thin Films
Notice bibliographique
Résumé
We report on one-step in situ codoped TiO2 thin films synthesized by cosputtering. The purpose of this acceptor–donor passivated codoping approach is to overcome the optoelectronic limitations that arise for monodoped TiO2 in photocatalytic applications. To evaluate these added benefits, the TiO2:WN thin films were characterized by different techniques. X-ray diffraction patterns and X-ray photoelectron spectral analysis revealed that both N and W dopants are mostly present in the desired substitutional locations. Additionally, the codoping approach was found to reduce the internal strain and defect density of the TiO2:WN films as compared to their monodoped TiO2:N counterparts. This defect reduction is confirmed via photocharge lifetime variation obtained using visible light flash photolysis time-resolved microwave conductivity measurements (FP-TRMC). Photocharge lifetime analysis indicated the presence of three distinct decay processes: charge trapping, recombination, and surface reactions. These characteristic lifetimes of the codoped TiO2:WN films (i.e., 0.08, 0.75, and 11.5 μs, respectively) were found to be about double those of their nitrogen monodoped TiO2:N counterparts (i.e., 0.03, 0.35, and 6.8 μs), quantitatively confirming the effective passivating outcome of the tungsten–nitrogen codoping approach developed here. The practicality of this method was confirmed by integrating the TiO2:WN films as photoanodes for the electro-photocatalytic, solar light driven degradation of a real pollutant (i.e., atrazine). A significant increase in the degradation kinetics, leading to a 4-fold increase in the pseudo-first-order degradation constant for the optimally doped TiO2:WN photoanodes (0.106 min–1) from the undoped TiO2–x ones (0.026 min–1), is a direct consequence of the increased photocharge lifetimes in tandem with visible light photosensitivity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
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) | 0,001 | 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 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».