journal article·2010-06-23

Controlled Nitrogen Doping and Film Colorimetrics in Porous TiO2 Materials Using Plasma Processing

Daniel J. V. Pulsipher, Ina T. Martin, Ellen R. Fisher

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Abstract

Nitrogen doping of TiO(2) films (N:TiO(2)) has been shown to improve the visible-light sensitivity of TiO(2), thereby increasing the performance of both photovoltaic and photocatalytic devices. Inductively coupled rf plasmas containing a wide range of nitrogen precursors were used to create nitrogen-doped TiO(2) films. These treatments resulted in anatase-phased materials with as high as 34% nitrogen content. As monitored with high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy spectra, the nitrogen binding environments within the films were controlled by varying the plasma processing conditions. XPS peak assignments for multiple N 1s binding environments were made based on high resolution Ti 2p and O 1s XPS spectra, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) data, and literature N 1s XPS peak assignments. The N:TiO(2) films produced via plasma treatments displayed colors ranging from gray to brown to blue to black, paralleling the N/Ti ratios of the films. Three possible mechanisms to explain the color changes in these materials are presented.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: TiO2 Photocatalysis and Solar Cells · Advanced Photocatalysis Techniques · Copper-based nanomaterials and applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Chemistry, Colorado State University, Fort Collins, Colorado 80523-1872, and National Center for Photovoltaics, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado 80401

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