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Déposition par pulvérisation-magnétron réactive de couches minces de TiO2:N dopées in-situ à l’azote pour des applications électro-photo-catalytiques.

Delegan, Nazar; Daghrir, Rimeh; Drogui, Patrick; El Khakani, My Ali (2013). Déposition par pulvérisation-magnétron réactive de couches minces de TiO2:N dopées in-situ à l’azote pour des applications électro-photo-catalytiques. In: Colloque annuel de Plasma-Québec, 22-24 mai 2013, Montréal, Canada.

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Résumé

Nous avons développé un procédé de pulvérisation magnétron utilisant une décharge RF à 13.56 MHz pour la synthèse et le dopage in-situ à l’azote des films de TiO2:N. En contrôlant le rapport des débits de gas [N2]/[Ar] dans l’enceinte du pulvérisateur-magnétron, nous avons pu varier la concentration d’azote 0 et 6 at.% dans les films de TiO2:N. Les propriétés chimiques et physiques des films de TiO2:N ont été étudiées systématiquement en fonction de leur teneur en N par différentes techniques, incluant la diffraction à rayons X (DRX), les spectroscopies infrarouge à transformée de fourrier (FTIR) et des photoélectrons (XPS), l’absorption UV-Vis, l’ellipsométrie, et la microscopie électronique à balayage (MEB). Nous avons pu suivre la structure cristalline des films de TiO2:N en fonction de la teneur azote tout en maintenant la phase anatase. La morphologie des films est plutôt dense et généralement colonnaire avec une certaine nanoporosité entre les colonnes de TiO2. Leur résistivité augmente avec la teneur en azote en accord avec le dopage de type p apporté par l’azote. Enfin, les mesures d’absorption optique et d’ellipsométrie ont clairement confirmés un rétrécissement de la bande interdite des films de TiO2:N au fur et à mesure que leur teneur en azote augmente, passant de 3.2 eV pour le TiO2.pur à 2.25 eV pour le TiO2:N à la teneur optimale de N de 3.5 at.%, étendant ainsi la plage de photosensibilité de nos films au maximum de l’irradiance du spectre solaire. 1 Par ailleurs, les propriétés photocatalytiques des films de TiO2:N ont été évaluées pour la décomposition électro-photocatlytique de polluants émergeants, sous illumination solaire standard de 1.5 AM. Nous avons ainsi obtenu une efficacité de décomposition du CTC (chlortetracycline) de 98% dans les eaux synthétiques, après 2h de traitement.2 Enfin, une corrélation directe est établie entre les propriétés optoélectroniques des films de du TiO2:N et leur performance électrophotocatalytique.

Type de document: Document issu d'une conférence ou d'un atelier
Mots-clés libres: pulvérisation-magnétron réactive; dioxyde de titane; azote; applications électro-photo-catalytiques
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 19 nov. 2020 19:57
Dernière modification: 19 nov. 2020 19:57
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/4214

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