Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/37823
Title: Влияние солнечного света на электрические характеристики гетероструктуры диоксид титана/кремний
Other Titles: Effect of sunlight on the electrical characteristics of the heterostructure of titanium dioxide/silicon
Authors: Курапцова, А. А.
Данилюк, А. Л.
Лешок, А. А.
Борисенко, В. Е.
Kuraptsova, A. A.
Danilyuk, A. L.
Leshok, A. A.
Borisenko, V. E.
Keywords: доклады БГУИР
диоксид титана
кремний
гетероструктура
фотокатализ
моделирование
titanium dioxide
silicon
heterostructure
photocatalysis
modeling
Issue Date: 2019
Publisher: БГУИР
Citation: Влияние солнечного света на электрические характеристики гетероструктуры диоксид титана/кремний / А. А. Курапцова [и др.] // Доклады БГУИР. – 2019. – № 7 (125). – С. 136-143. – DOI : http://dx.doi.org/10.35596/1729-7648-2019-125-7-136-143
Abstract: Представлены результаты теоретического моделирования электрических характеристик гетероструктуры диоксид титана/кремний в условиях солнечного облучения. Моделирование проведено с помощью математического описания процессов генерации и переноса носителей заряда для практически важных гетероструктур n-TiO2/p-Si. Установлено, что величина тока в области малых внешних смещений – до 0,6 В, нелинейным образом зависит от длины волны солнечного света и определяется переходом электронов из кремния в диоксид титана. Максимум тока соответствует длинам волн солнечного излучения в области 600 нм. Полученные результаты объясняются существенным различием коэффициентов поглощения и отражения солнечного излучения диоксида титана и кремния, обусловливающим закономерности генерации неравновесных носителей заряда в гетероструктуре n-TiO2/p-Si. Показано, что в отсутствии внешнего смещения в области длин волн солнечного излучения 500–600 нм электронные переходы из кремния в диоксид титана происходят свободно, а переходы дырок блокированы. Это позволяет при относительно тонком слое диоксида титана эффективно реализовывать процессы каталитической очистки воды и воздуха на его поверхности за счет окисления органических соединений путем захвата электронов на поверхностные состояния. Установленные закономерности перспективны для углубленного анализа электронных процессов на поверхности полупроводниковых широкозонных оксидов металлов и их практического использования в фотокаталитических процессах. Electrical characteristics of the heterostructure titanium dioxide/silicon illuminated by the sun light were theoretically modeled. The modeling process includes consideration of generation of the charge carriers and their transport through the practically important heterostructure n-TiO2/p-Si. The current through the structure under small external bias up to 0.6 V was found to depend nonlinearly on the light wavelength. It is controlled by the movement of the electrons from silicon to the titanium dioxide. The highest current corresponds to the wavelengths of about 600 nm. The results obtained are explained by the difference in the absorption coefficients and reflectivity of titanium dioxide and silicon which determine generation of nonequilibrium charge carriers in the heterostructure n-TiO2/p-Si. It was demonstrated that under illumination of the unbiased heterostructure with the light of 500–600 nm the generated electrons freely move from the titanium dioxide to silicon while the movement of holes is blocked. It helps to concentrate electrons in the relatively thin nearsurface layer of titanium dioxide and use them for catalytic purification of water and air by oxidation of organic pollutants at its surface. The regularities observed are important in the detailed analysis of electronic processes at the surface of wide band gap semiconducting metal oxides and their practical application in photocatalytic processes.
URI: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/37823
Appears in Collections:№7 Спецвыпуск (125)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Kuraptsova_Vliyaniye.pdf3,02 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.