Naslov | Oksidacija metalnog titana istraživana spektroskopijom fotoelektrona rendgenskim zrakama (XPS) |
Naslov (engleski) | Oxidation of metallic titanium investigated by x-ray photoemission spectroscopy (XPS) |
Autor | Petar Pupavac |
Mentor | Robert Peter (mentor) |
Član povjerenstva | Robert Peter (predsjednik povjerenstva) |
Član povjerenstva | Ivana Jelovica Badovinac (član povjerenstva) |
Član povjerenstva | Iva Šarić Janković (član povjerenstva) |
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj | Sveučilište u Rijeci (Fakultet za fiziku) Rijeka |
Datum i država obrane | 2023-12-08, Hrvatska |
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana | PRIRODNE ZNANOSTI Fizika |
Sažetak | U ovom radu se istraživao proces oksidacije titana induciran bombardiranjem ionima O2 +
pomoću spektroskopije fotoelektrona rendgenskim zrakama (XPS). Analizom fotoemisijskih
spektara uočene su značajne transformacije elektronske stukture titana na površini materijala
tijekom procesa oksidacije. Prije izlaganja uzorka kisikovim ionima je spektar oko Ti 2p
atomske razine pokazivao samo metalnu fazu titana. Međutim, s povećanjem vremena
bombardiranja, povećavao se intenzitet vrhova koji predstavljaju različite titanove okside: TiO,
Ti2O3 i TiO2, što ukazuje na progresivnu pokrivenost površine titana slojevima oksida. Nakon
180 minuta bombardiranja O2 +
ionima, TiO2 faza je postala dominantna, iako su metalni Ti i niža
oksidna stanja i dalje prisutni. Ovi zaključci su dodatno potvrđeni analizom fotomisijskih
spektara oko valentnog pojasa, koji su, s povećanjem vremena iradijacija kisikovim ionima,
pokazivali opadajući intenzitet vrha karakterističnog za metalni titan i rast intenziteta vrhova koji
su povezani s valentnim pojasom TiO2. Utvrđeno je da je proces oksidacije pretežno kontroliran
difuzijom, s paraboličnom stopom rasta TiO2 u skladu s Wagnerovom teorijom. Naša analiza
sugerira da na mehanizam oksidacije titana prvenstveno utječe difuzijski transport Ti kationa
kroz jednostruko nabijene kationske praznine, formirane tijekom bombardiranja materijala. |
Sažetak (engleski) | In this work, we investigated the oxidation of titanium induced by O2 +
ion bombardment using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The analysis of photoemission spectra revealed
significant transformations of the titanium electronic structure on the surface of the material
during the oxidation process. Before exposing the sample to oxygen ions, the spectrum around
the Ti 2p atomic level showed only the metallic phase of titanium. However, as bombardment
time increased, the intensity of the peaks representing different titanium oxides (TiO, Ti2O3 and
TiO2) increased, as well, indicating the progressive coverage of the titanium surface with oxide
layers. After 180 minutes of bombardment with O2 +
ions, the TiO2 phase becomes dominant, although metallic Ti and lower oxides are still present. These conclusions were confirmed by the analysis of photomission spectra around the valence band, which, with increasing oxygen
irradiation time, showed a decreasing intensity of the peak characteristic for metallic titanium
and an increase in the intensities of the peaks associated with the TiO2 valence band. The
oxidation process was predominantly controlled by diffusion, with a parabolic growth rate of
TiO2, consistent with Wagner's theory. Our analysis suggests that the mechanism of titanium
oxidation is primarily influenced by the diffusion transport of Ti cations through singly charged
cation vacancies, formed during the bombardment of the material. |
Ključne riječi |
|
Ključne riječi (engleski) |
|
Jezik | hrvatski |
URN:NBN | urn:nbn:hr:194:318865 |
Studijski program | Naziv: Inženjerstvo i fizika materijala Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: diplomski Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjerstva i fizike materijala (mag. phys. et techn.) |
Vrsta resursa | Tekst |
Način izrade datoteke | Izvorno digitalna |
Prava pristupa | Otvoreni pristup |
Uvjeti korištenja | |
Datum i vrijeme pohrane | 2024-01-23 14:05:41 |