FTO基質上で直接成長した透明なナノ尿筋Tio₂フォトアノード

この研究では、フッ素ドープ酸化酸化物（FTO）基質上の透明なTio₂ナノチューブ（TNT）アレイの調製について説明しています。最適化された電解質組成（エチレングリコール中の0.2 mol dm-3nh₄fおよび4 mol dm-3h₂o）を使用して、FTOガラス基板上に異なる厚さ（100〜1300 nm）をスパッタにしたTiフィルムの陽極酸化に使用しました。600 nm以上のTiの厚さの場合、陽極酸化により、外側のナノチューブ径が約180 nm、壁の厚さは約45 nmのTNTアレイが形成されましたが、陽極酸化されたTi厚さ100 nmの場合、生成されたナノチューブは十分に定義されていませんでした。可視領域の透過率（λ= 500 nm）は、最も薄いTNTアレイの90％から最も厚いTNTアレイの65％に変化しました。陽極酸化による透明なTNTアレイの製造では、FTOの最適なTiの厚さは約1000 nmでした。2500 nmの長さのこのような製造されたTNTアレイは、水性電解質（潜在的な0.5 V対Ag/AgClで〜300 µA cm-2）で安定した光電流密度を示します。光電流応答の安定性と十分な透明性（65％以上）により、サポート/半導体界面からの照明が必要な状態であり、送信光が別の目的に使用できる場合、光電気化学アプリケーションで透明性のTNTアレイを使用することができます（光電極または電解質の光化学反応）。

This work describes the preparation of transparent TiO₂ nanotube (TNT) arrays on fluorine-doped tin oxide (FTO) substrates. An optimized electrolyte composition (0.2 mol dm-3 NH₄F and 4 mol dm-3 H₂O in ethylene glycol) was used for the anodization of Ti films with different thicknesses (from 100 to 1300 nm) sputtered on the FTO glass substrates. For Ti thicknesses 600 nm and higher, anodization resulted in the formation of TNT arrays with an outer nanotube diameter around 180 nm and a wall thickness around 45 nm, while for anodized Ti thicknesses of 100 nm, the produced nanotubes were not well defined. The transmittance in the visible region (λ = 500 nm) varied from 90% for the thinnest TNT array to 65% for the thickest TNT array. For the fabrication of transparent TNT arrays by anodization, the optimal Ti thickness on FTO was around 1000 nm. Such fabricated TNT arrays with a length of 2500 nm exhibit stable photocurrent densities in aqueous electrolytes (~300 µA cm-2 at potential 0.5 V vs. Ag/AgCl). The stability of the photocurrent response and a sufficient transparency (≥65%) enables the use of transparent TNT arrays in photoelectrochemical applications when the illumination from the support/semiconductor interface is a necessary condition and the transmitted light can be used for another purpose (photocathode or photochemical reaction in the electrolyte).