| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2019년 가을 (10/30 ~ 11/01, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 |
25권 2호 |
| 발표분야 |
E. 환경/센서 재료 분과 |
| 제목 |
산소원자 탈착에 따른 TiO2 나노입자의 특성 변화 |
| 초록 |
이산화티타늄(TiO2)은 광촉매 분야에서 활발히 연구되고 있는 재료 중 하나이다. 본 연구에서는 1~2개의 산소 원자를 제거한 (TiO2)35 나노입자의 구조적, 에너지적, 전자적 특성을 밀도범함수 이론(DFT) 계산을 이용하여 분석하였다. 산소 원자 제거 전후의 나노입자의 구조와 전자적 특성은 계산에 사용한 함수의 % fuck에 따라 달라졌다. 또한 산소 탈착 에너지와 분자오비탈의 분포는 탈착된 산소의 위치에 따라 차이가 있음을 알 수 있었다. 분자 오비탈 분석 결과 제거한 산소의 수가 증가함에 따라 LUMO보다 0.47~2.06 eV정도 낮은 에너지 수준에서 나오는 defect state의 수가 증가함을 알 수 있었다. 연구에서 관찰된 defect state는 광촉매를 이용한 물분해 반응 연구에서 산소 발생 전위와 유사한 에너지 레벨에서 관찰되었다. 이런 결과는 TiO2 나노입자에서 산소원자를 제거하는 것은 가시광선영역의 광자를 흡수하기에는 너무 큰 TiO2의 밴드갭을 줄임과 동시에 밴드갭의 가전자대(valence band)와 전도대(conduction band) 사이에 수소와 산소 발생 반응에 적합한 산화 환원 레벨이 형성되게 할 수 있다는 것을 보여준다. |
| 저자 |
김선경1, 고경철2, 이진용3, Francesc Illas4
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| 소속 |
1공군사관학교, 2전남대, 3성균관대, 4바르셀로나대 |
| 키워드 |
<P>photocatalyst; TiO<SUB>2</SUB>; nanoparticle; oxygen vacancy; energy gap</P>
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