Unravelling local environments in mixed TiO2-SiO2 thin films by
XPS and ab initio calculations

J 2020

Unravelling local environments in mixed TiO2-SiO2 thin films by XPS and ab initio calculations

ONDRAČKA, Pavel, David NEČAS, Michele CARETTE, Stephane ELISABETH, David HOLEC et. al.

Základní údaje

Originální název

Unravelling local environments in mixed TiO2-SiO2 thin films by XPS and ab initio calculations

Autoři

ONDRAČKA, Pavel (203 Česká republika, domácí), David NEČAS (203 Česká republika, domácí), Michele CARETTE, Stephane ELISABETH, David HOLEC, Agnes GRANIER, Antoine GOULLET, Lenka ZAJÍČKOVÁ (203 Česká republika, garant, domácí) a Mireille RICHARD-PLOUET

Vydání

Applied Surface Science, Amsterdam, Elsevier, 2020, 0169-4332

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10403 Physical chemistry

Stát vydavatele

Nizozemské království

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

URL

Impakt faktor

Impact factor: 6.707

Kód RIV

RIV/00216224:14310/20:00117924

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

DOI

http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.145056

UT WoS

000514902000004

Klíčová slova anglicky

TixSi1-xO2; X-ray photoelectron spectroscopy (XPS); Phase separation; Density functional theory (DFT)

Štítky

rivok

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno

Změněno: 6. 3. 2024 14:53, Mgr. Marie Šípková, DiS.

Anotace

V originále

Mixed TixSi1-xO2 oxide can exhibit a partial phase separation of the TiO2 and SiO2 phases at the atomic level. The quantification of TiO2-SiO2 mixing in the amorphous material is complicated and was so far done mostly by infrared spectroscopy. We developed a new approach to the fitting of X-ray photoelectron spectroscopy data for the quantification of partial phase separation in amorphous TixSi1-xO2 thin films deposited by plasma enhanced chemical vapour deposition. Several fitting constraints reducing the total number of degrees of freedom in the fits and thus the fit uncertainty were obtained by using core electron binding energies predicted by density functional theory calculations on TixSi1-xO2 amorphous supercells. Consequently, a decomposition of the O is peak into TiO2, SiO2 and mixed components was possible. The component areas ratios were compared with the ratios predicted by older theoretical models based on the atomic environment statistics and we also developed several new models corresponding to more realistic atomic structure and partial mixing. Based on the comparison we conclude that the studied films are mostly disordered, with only a moderate phase separation.

Návaznosti

LQ1601, projekt VaV

Název: CEITEC 2020 (Akronym: CEITEC2020)

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CEITEC 2020

7AMB15AT017, projekt VaV

Název: Studium struktury elektronických a optických vlastností tuhých roztoků oxidů s využitím ab initio výpočtů

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Studium struktury, elektronických a optických vlastností tuhých roztoků oxidů s využitím ab initio výpočtů

7AMB15FR036, projekt VaV

Název: Výzkum dielektrických vrstev TixSiyOz připravených plazmochemickou metodou (PECVD) pro optické a elektronické aplikace

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Výzkum dielektrických vrstev TixSiyOz připravených plazmochemickou metodou (PECVD) pro optické a elektronické aplikace

90070, velká výzkumná infrastruktura

Název: IT4Innovations

Citovat

ONDRAČKA, Pavel, David NEČAS, Michele CARETTE, Stephane ELISABETH, David HOLEC, Agnes GRANIER, Antoine GOULLET, Lenka ZAJÍČKOVÁ a Mireille RICHARD-PLOUET. Unravelling local environments in mixed TiO2-SiO2 thin films by XPS and ab initio calculations. Applied Surface Science. Amsterdam: Elsevier, 2020, roč. 510, April 2020, s. 1-11. ISSN 0169-4332. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.145056.

@article{1731140,
   author = {Ondračka, Pavel and Nečas, David and Carette, Michele and Elisabeth, Stephane and Holec, David and Granier, Agnes and Goullet, Antoine and Zajíčková, Lenka and RichardandPlouet, Mireille},
   article_location = {Amsterdam},
   article_number = {April 2020},
   doi = {http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.145056},
   keywords = {TixSi1-xO2; X-ray photoelectron spectroscopy (XPS); Phase separation; Density functional theory (DFT)},
   language = {eng},
   issn = {0169-4332},
   journal = {Applied Surface Science},
   note = {doc. Zajíčková - dle rozhodnutí ředitelů 5.3.2024},
   title = {Unravelling local environments in mixed TiO2-SiO2 thin films by XPS and ab initio calculations},
   url = {https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.145056},
   volume = {510},
   year = {2020}
}

TY  - JOUR
ID  - 1731140
AU  - Ondračka, Pavel - Nečas, David - Carette, Michele - Elisabeth, Stephane - Holec, David - Granier, Agnes - Goullet, Antoine - Zajíčková, Lenka - Richard-Plouet, Mireille
PY  - 2020
TI  - Unravelling local environments in mixed TiO2-SiO2 thin films by XPS and ab initio calculations
JF  - Applied Surface Science
VL  - 510
IS  - April 2020
SP  - 1-11
EP  - 1-11
PB  - Elsevier
SN  - 01694332
N1  - doc. Zajíčková - dle rozhodnutí ředitelů 5.3.2024
KW  - TixSi1-xO2
KW  - X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)
KW  - Phase separation
KW  - Density functional theory (DFT)
UR  - https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.145056
L2  - https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.145056
N2  - Mixed TixSi1-xO2 oxide can exhibit a partial phase separation of the TiO2 and SiO2 phases at the atomic level. The quantification of TiO2-SiO2 mixing in the amorphous material is complicated and was so far done mostly by infrared spectroscopy. We developed a new approach to the fitting of X-ray photoelectron spectroscopy data for the quantification of partial phase separation in amorphous TixSi1-xO2 thin films deposited by plasma enhanced chemical vapour deposition. Several fitting constraints reducing the total number of degrees of freedom in the fits and thus the fit uncertainty were obtained by using core electron binding energies predicted by density functional theory calculations on TixSi1-xO2 amorphous supercells. Consequently, a decomposition of the O is peak into TiO2, SiO2 and mixed components was possible. The component areas ratios were compared with the ratios predicted by older theoretical models based on the atomic environment statistics and we also developed several new models corresponding to more realistic atomic structure and partial mixing. Based on the comparison we conclude that the studied films are mostly disordered, with only a moderate phase separation.
ER  -

ONDRAČKA, Pavel, David NEČAS, Michele CARETTE, Stephane ELISABETH, David HOLEC, Agnes GRANIER, Antoine GOULLET, Lenka ZAJÍČKOVÁ a Mireille RICHARD-PLOUET. Unravelling local environments in mixed TiO2-SiO2 thin films by XPS and ab initio calculations. \textit{Applied Surface Science}. Amsterdam: Elsevier, 2020, roč.~510, April 2020, s.~1-11. ISSN~0169-4332. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.145056.

Podrobný výpis o publikaci