Abstract The present work describes the deposition and investigation of structural and optical characteristics of bare and doped TiO2 thin films. The TiO2 products are obtained through simple and cost effective spray pyrolysis technique (SPT) using titanium (IV) butoxide as Ti precursor. The impact of Zn doping on the crystal structure and phase formation is studied by X-ray diffraction (XRD) analysis. The formation of anatase phase relative to pure TiO2 along with preferred orientation along the [101] direction is confirmed with the help of XRD analysis. Zn doping into TiO2 lattice network leads to an identical diffraction pattern. A deterioration of crystallinity is obtained in crystallite size employing the numerous methods such as Scherrer method, Williamson–Hall, Halder–Wagner and Wagner–Agua analysis in accordance with Zn. In addition, absorbance results obtained from UV–vis spectroscopy has been exerted to examine the optical characteristics. It is noted that the dopant introduction has an impact on the optical properties and the direct band gap value obtained from Tauc relation exhibits a red shift with Zn content. The influence of the Zn doping elements on the optical constants of TiO2 product has been investigated. The dielectric constants, dispersion parameters, loss factor and distribution of volume and surface energy loss of the TiO2 products have been computed as well. The as-prepared nanostructured Zn-doped TiO2 thin films can be used as potential candidates for different optoelectronic devices

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喷雾热解法制备Zn掺杂TiO2薄膜的光学常数和色散能参数

摘要 目前的工作描述了裸和掺杂 TiO2 薄膜的结构和光学特性的沉积和研究。TiO2 产品是通过使用丁醇钛 (IV) 作为 Ti 前体的简单且具有成本效益的喷雾热解技术 (SPT) 获得的。通过 X 射线衍射 (XRD) 分析研究了 Zn 掺杂对晶体结构和相形成的影响。借助 XRD 分析证实了锐钛矿相相对于纯 TiO2 的形成以及沿 [101] 方向的择优取向。Zn 掺杂到 TiO2 晶格网络中会导致相同的衍射图案。使用多种方法，如 Scherrer 方法、Williamson-Hall、Halder-Wagner 和 Wagner-Agua 分析，根据 Zn 分析，结晶度会降低。此外，从紫外-可见光谱法获得的吸光度结果已用于检查光学特性。值得注意的是，掺杂剂的引入对光学性能有影响，从 Tauc 关系获得的直接带隙值随着 Zn 含量的增加而出现红移。研究了Zn掺杂元素对TiO2产物光学常数的影响。还计算了 TiO2 产品的介电常数、色散参数、损耗因子和体积分布和表面能损耗。所制备的纳米结构的 Zn 掺杂 TiO2 薄膜可用作不同光电器件的潜在候选物 值得注意的是，掺杂剂的引入对光学性能有影响，从 Tauc 关系获得的直接带隙值随着 Zn 含量的增加而出现红移。研究了Zn掺杂元素对TiO2产物光学常数的影响。还计算了 TiO2 产品的介电常数、色散参数、损耗因子和体积分布和表面能损耗。所制备的纳米结构的 Zn 掺杂 TiO2 薄膜可用作不同光电器件的潜在候选物 值得注意的是，掺杂剂的引入对光学性能有影响，从 Tauc 关系获得的直接带隙值随着 Zn 含量的增加而出现红移。研究了Zn掺杂元素对TiO2产物光学常数的影响。还计算了 TiO2 产品的介电常数、色散参数、损耗因子和体积分布和表面能损耗。所制备的纳米结构的 Zn 掺杂 TiO2 薄膜可用作不同光电器件的潜在候选物 还计算了 TiO2 产品的损耗因子和体积分布和表面能损耗。所制备的纳米结构的 Zn 掺杂 TiO2 薄膜可用作不同光电器件的潜在候选物 还计算了 TiO2 产品的损耗因子和体积分布和表面能损耗。所制备的纳米结构的 Zn 掺杂 TiO2 薄膜可用作不同光电器件的潜在候选物