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HREM study of crystalline and amorphous regions of a TiO2 thin layer: Modification of the lattice parameter inside small clusters

1986; Wiley; Volume: 94; Issue: 2 Linguagem: Inglês

10.1002/pssa.2210940208

1521-396X

C. Boulestelx, Z. C. Kang, M. Lottiaux,

TiO2 Photocatalysis and Solar Cells

A TiO2 thin layer that has been previously shown to be made of amorphous regions containing some anatase and rutile crystals is studied by HREM techniques. It is shown that the amorphous regions can contain a large number of small crystalline clusters (few nm in size) of the anatase structure. By comparison with well identified crystals an apparent modification of the lattice parameters (up to 6%) from the anatase structure is shown to usually occur in the clusters and sometimes near the edges of anatase crystals. The origin of this modification has not yet been determined. It is also shown that the TiO2 thin layers are very sensitive to the electron irradiation inside the electron microscope even at a low irradiation rate. Rutile crystals can grow under the electron beam and anatase turn to rutile in such conditions. Eine dünne TiO2-Schicht, von der früher gezeigt wurde, daß sie aus amorphen Bereichen besteht, die Anatase- und Butil-Kristalle enthalten, wird mittels HREM untersucht. Es wird gezeigt, daß die amorphen Bereiche eine große Zahl von kleinen kristallinen Clustern (einige nm Größe) mit Anatasestruktur enthalten können. Durch Vergleich mit genau identifizierten Kristallen wird gezeigt, daß eine Modifikation der Gitterparameter (bis zu 6%) gewöhnlich in den Clustern und manchmal an den Kanten der Anatasekristalle auftritt. Die Ursache dieser Modifikation kann noch nicht bestimmt werden. Es wird ebenfalls gezeigt, daß die dünnen TiO2-Schichten sehr empfindlich gegenüber Elektronenbestrahlung innerhalb des Elektronenmikroskopes sogar bei niedrigen Bestrahlungsdosen sind. Rutilkristalle konnen unter der Elektronenbestrahlung wachsen und Anatase unter diesen Bedingungen zu Rutil übergehen.