Ti-도핑 헤마타이트 나노로드 어레이

[110]-배향 Ti-도핑 α-Fe₂O₃ 나노로드 어레이로, paper_033의 계층형 전철산화물 설계에서 광양극 구성 단위에 해당한다. FTO 위에 증착된 비도핑 Fe₂O₃ 하지층 위에 수열 합성법(FeCl₃ / NaNO₃ / Ti(OBu)₄ 1.5 mM, 95 °C, 13 h)으로 성장시켰으며, [110]-배향은 강한 XRD (110) 피크로 확인되었다. 550 °C / 2 h 어닐 후 직경 ~50 nm, 높이 ~500 nm이다 (see Yang et al., J. Mater. Chem. A (2014), pp. 3–5, Fig. 2b/d, Table S₁).

• Ti/(Fe+Ti) = 1.7 at.% (ICP-MS 측정); 비도핑 시료 대비 >4배 높은 캐리어 밀도 (Mott–Schottky, ε = 80).
• 단독 사용 시 (DH 구성): 1.40 V vs RHE에서 광전류 밀도 1.43 mA cm⁻², 개시 전위 0.88 V vs RHE (AM 1.5G, 1 M NaOH) (see Yang et al., J. Mater. Chem. A (2014), p. 5, Fig. 3a).
• Ti(OBu)₄는 긴 알킬 사슬로 인해 수중 가수분해 속도가 느려, 나노로드 형태를 훼손하지 않으면서 치환형 Ti⁴⁺ → Fe³⁺ 도핑을 가능하게 하므로 선택되었다; SnCl₄ 및 TiCN 전구체는 나노로드 형상을 유지하지 못한다 (pp. 3–4).

기준 hematite-photoanode를 나노구조화 및 도핑을 통해 발전시킨 구조로, beta-FeOOH-OER-catalyst와 통합되어 hierarchical-iron-oxide-photoanode를 구성한다.