Изучен процесс протекания фотоиндуцированного тока через нанокомпозитные гетеропереходные структуры, состоящие из структурированного диоксида кремния (SiO2), покрытого диоксидом титана (TiO2), с внедренными в него наночастицами золота. Экспериментальные результаты были качественно объяснены на основе эффекта Франца-Келдыша с учетом влияния электрических неоднородностей, возникающих на заряженных наночастицах. Изучены особенности влияния золотых наночастиц на электронную структуру и оптические свойства полученных нанокомпозитов. Обнаружена высокая фотоактивность нанокомпозита в видимой части спектре, содержащем столбчатые наноструктуры диоксида кремния. Установлено, что процессы на границах раздела играют важную роль в процессе фотогенерации носителей заряда, что открывает новые возможности для варьирования фотоэлекрических свойств нанокомпозита путем изменения топологии гетероструктуры.

Photo-induced current through nanocomposite heterojunction structures consisting of a TiO2 coating activated with embedded gold nanoparticles on top of Si, SiO2, and columnar structured SiO2 is studied. The highest photo-activity in the visible part of the spectrum is found in the composite containing pillar-like silicon dioxide nanostructures. Experimental results were qualitatively explained on the basis of Franz-Keldysh effect taking into account the influence of electrical inhomogeneities appearing at charged nanoparticles. The features of the effect of gold nanoparticles on the energy and optical properties of the obtained nanocomposites are studied. High photoactivity of nanocomposite in the visible part of the spectrum containing columnar nanostructures of silicon dioxide was found. It is established that processes at the interface play an important role in charge carrier photo-generation which opens a new opportunity to tune the photo-response of a nanocomposite via changing heterostructure topology.

• ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
  • 1.1 Свойства и применение полупроводниковых оксидов переходных металлов
  • 1.2 Способы получения наночастиц золота Au NPs
  • 1.3 Свойства и применение нанокомпозитов на основе полупроводниковой матрицы и плазмонных наночастиц
  • Цель и задачи
• ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
  • 2.1. Структура и подготовка образцов
  • 2.2. Изготовление образцов
  • 2.3. Методы анализа
• ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
  • 3.1. Определение положения золотых наночастиц Au NPs
  • 3.2. Элементный анализ оксидной матрицы
  • 3.3. Анализ спектров отражения
  • 3.4. Электрические измерения
  • 3.5. Модель фотоактивированной генерации зарядов
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• ГЛАВА 4. ОХРАНА ТРУДА
  • 4.1 Описание характера работ
  • 4.2 Электробезопасность
  • 4.3 Пожарная безопасность
  • 4.4 Работа с баллонами со сжатыми газами
  • 4.5 Шум и вибрации
  • 4.6 Расчет местной вытяжной вентиляции
  • 4.7 Безопасность при работе с химическими веществами
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ