Temos vadovas: dr. Putinas Kalinauskas (kreiptis rekomendacijos)
Aukšto efektyvumo CuBi₂O₄ pagrindu fotokatodų, skirtų vandenilio gavybai sūkurimas
Efektyvių ir stabilių puslaidininkinių medžiagų kūrimas, sudarytų iš cheminių elementų gausiai randamų Žemėje, yra vienas iš pagrindinių iššūkių vandenilio gamybai naudojant saulės energiją. Vario oksidai yra patrauklūs absorberiai veikiantys matomos šviesos diapazone ir turintys vandenilio gamybai tinkamas elektros krūvio pernešimo savybes. Jų taikymą labai riboja greita šviesos generuotų krūvininkų rekombinacija ir oksidų fotokorozija eksploatavimo sąlygomis. Mišrūs vario ir bismuto oksidai (pvz. CuBi₂O₄) siūlo dar neištyrinėtą galimybę įveikti šiuos trūkumus.
Šis doktorantūros projektas skirtas CuBi₂O₄, siaurą draustinę juostą 1,6-1,8 eV turinčiam vario ir bismuto oksidui, kuris fotokatalizinio ir fotoelektrocheminio vandens skaldymo srityje yra mažai ištirtas. Pagrindinė hipotezė yra ta, kad CuBi₂O₄ fotokatalizinės savybės gali būti žymiai pagerintos tikslingai kontroliuojant jo struktūrą, tarpsluoksnio krūvio atskyrimą ir paviršiaus stabilumą.
Siūlomas tyrimas (i) nustatys pagrindinę CuBi₂O₄ elektroninę struktūrą, juostų išsidėstymą ir krūvininkų dinamiką; (ii) identifikuos ir kiekybiškai įvertins fotokoroziją ir degradacijos procesus esant apšvietimui; ir (iii) sukurs CuBi₂O₄ paviršiaus apsaugines antifotokorozines dangas, leidžiančias stabiliai generuoti vandenilį ant fotokatodo paviršiaus naudojant matomą šviesos spektro diapazoną. Bus naudojama kontroliuojama CuBi₂O₄ sintezė (elektrocheminio nusodinimo, magnetroninio garinimo, sukamojo dengimo (spin coating) technologijos), pažangios struktūrinės ir paviršiaus analizės metodikos bei fotokataliziniai ir fotoelektrocheminiai tyrimai.