Фізико-хімічні та електрокаталітичні характеристики тонких плівок піриту заліза, легованих хромом

Abstract

Тонкі плівки піриту заліза (FeS2), легованого хромом (Cr3+), наносили на підкладку ITO за допомогою процесу електрохімічного осадження. Досліджено вплив вмісту хрому на структурну, оптичну, електричну, морфологічну та електрокаталітичну поведінку тонких плівок піриту. Рентгенодифракційні дослідження підтвердили формування кубічної кристалічної структури нанесених тонких плівок. Результати атомно-силової мікроскопії вказують, що легування Cr3+ має сильний вплив на кристалічність, шорсткість поверхні та розмір зерен напилених тонких плівок. Крім того, у тонких плівках FeS2, легованих Cr3+, спостерігалося зменшення забороненої зони. Опір між поверхневим зарядом виготовлених тонких плівок досліджено за допомогою електрохімічної імпедансної спектроскопії. Тонкі плівки FeS2, леговані 3 моль % Cr3+, показали чудову провідність із низьким опором передачі заряду 49 Ом. Також досліджено електрокаталітичні властивості отриманих тонких плівок піриту. Виявлено, що тонкі плівки, леговані хромом, демонструють кращі характеристики. Для дослідження характеристик дефектів у виготовлених тонких плівках вибрано антиструктурне моделювання, і встановлено, що заміщення Cr3+ може утворювати катіонні (Fe2+) вакансії, які можуть відповідати за посилення фотохімічної та електрохімічної активності у тонких плівках FeS2, легованих Cr.