نانومیله‌های نانوبرگ‌دار شده دی‌اکسید تیتانیم دوفازی به‌منظور استفاده در کاربردهای فتوالکتروشیمیایی

پوشش نانومیله های روتایل به روش هیدروترمال سنتز و سپس نانوبرگ های آناتاز روی آنها به شیوه محلولی رشد داده شدند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی لایه نازک متشکل از نانومیله ها نشان دادند که این لایه یکنواخت و عاری از ترک بوده و نانومیله ها دارای قطر متوسط 90 نانومتر و ارتفاع 2 میکرومتر هستند و به واسطه پیش جوانه گذاری دی اکسید تیتانیم روی زیرلایه که زبری سطحی آن را کم کرده است، دارای چگالی مطلوب و جهت گیری عمودی نسبت به زیرلایه هستند. تصویر لایه نازک نهایی نشان داد که نانوبرگ ها به صورت یکنواخت روی نانومیله ها رشد کرده اند و مساحت سطح ویژه و زبری آنها را به طور قابل ملاحظه ای افزایش داده اند. آنالیز عنصری، امکان دوپ شدن یون های کلر و فلوئور در لایه نازک دی اکسید تیتانیم را نشان داد. طیف های رامان و پراش پرتوی ایکس لایه های نازک، ساختار دوفازی پوشش را تایید کردند. آزمون پراش سنجی پرتوی ایکس، رشد بلوری ناهمسانگرد نانومیله ها (عمود بر سطح زیرلایه) را نیز تایید کرد. طیف سنجی های بازتاب و عبور پخشی نور نشان دادند که مقدار انرژی فاصله نواری برای لایه های نازک متشکل از نانومیله ها و نانومیله های نانوبرگ دار شده دی اکسید تیتانیم به ترتیب 2.78 و 2.82 الکترون ولت است و میزان به دام اندازی نور در پوشش نهایی بیشتر است. نانوساختار سنتز شده به دلایل دارا بودن مشخصه های برجسته ای از جمله جدایش و انتقال بهبود یافته حامل های بار (به علت وجود ساختار دوفازی)، مساحت سطح ویژه و میزان به دام اندازی نور زیاد (به علت وجود نانوبرگ ها) و انرژی فاصله نواری کم (به علت دوپ شدن یون های غیر فلزی در ساختار) یک ماده مناسب برای جایگزینی با نانومیله های دی اکسید تیتانیم متداول مورد استفاده در کاربردهای فتوالکتروشیمیایی است.