Wasserstoff in Anatas TiO2

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Eduard Lavrov
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 340321868

Seit der Entdeckung der photokatalytischen Wasserspaltung mittels Titandioxid (TiO2) ist dieser Halbleiter ein intensives Forschungsgebiet. In der Natur kommt er in drei verschiedenen Modifikationen vor: Rutil, Brookit und Anatas. Sowohl die höhere Elektronenleitfähigkeit als auch die längere Ladungsträger-Lebensdauer und Exzitonen-Diffusionslänge machen die letztere Phase zum Material der Wahl für eine Reihe von Anwendungen, beginnend bei Photovoltaik und endend bei der Umwandlung organischer Substanzen in Schmutzwasser. Ein weiterhin zu lösendes Problem ist jedoch die niedrige Effizienz der Photokatalyse, da auf Grund der großen Bandlücke von TiO2 nur ein kleiner Teil der Sonnenenergie umgewandelt wird. Ein großer Forschritt wurde kürzlich mit der Entwicklung von mit Wasserstoff behandeltem "schwarzen" Anatas erreicht, welches eine viel kleinere Bandlücke besitzt. Trotz dieses Durchbruchs ist das Verständnis bezüglich Wasserstoff in Anatas begrenzt. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, diese Verständnislücke zu schließen. Spektroskopische Methoden werden benutzt, um Einblicke in die strukturellen und elektrischen Eigenschaften von Wasserstoff zu gewinnen, mit einem besonderen Fokus auf den interstitiellen Defekt, Wasserstoff gebunden an Sauerstoff-Vakanzen und Wasserstoff-Akzeptor-Komplexe wie die Titan-Vakanz passiviert durch Wasserstoff.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen