Características eléctricas de la interfase óxido de titanio/solución ácida

Abstract

Una alternativa para los dispositivos fotovoltaicos son las celdas fotoelectroquímicas. Estas celdas se elaboran poniendo en contacto un electrodo semiconductor con una solución. Entender cómo funcionan estos dispositivos requiere conocer las características de los materiales semiconductores y de cómo estos se comportan en contacto con una solución electrolítica. De los principales óxidos metálicos semiconductores, el óxido de titanio está entre los más estudiados debido a su alta estabilidad química, óptica y bajo costo. En el presente trabajo se investigaron las características electrónicas del crecimiento de películas de óxido sobre una superficie de titanio metálico, a diferentes potenciales de formación en una solución ácida, mediante la técnica de voltamperometría cíclica. Las películas formadas potenciodinámicamente muestran un comportamiento de un semiconductor tipo-n en el intervalo de potencial estudiado con una alta concentración de donores. Además, se evaluó la influencia de la densidad de carga consumida durante la formación de la película de óxido cuando tiene lugar la reacción de oxidación sobre el electrodo de titanio en contacto con la solución ácida.

An alternative to photovoltaic devices are photoelectrochemical cells. These cells are made by contacting a semiconductor electrode with a solution. Understanding how these devices work requires knowledge of the characteristics of semiconductor materials and how they behave in contact with an electrolytic solution. Of the main semiconducting metal oxides, titanium oxide is among the most studied due to its high chemical and optical stability and low cost. In the present work, the electronic characteristics of the growth of oxide films on a metallic titanium surface, at different formation potentials in an acid solution, were investigated by means of the cyclic voltammetry technique. The potentiodynamically formed films show the behavior of an n-type semiconductor in the potential range studied with a high concentration of donors. In addition, the influence of the charge density consumed during the formation of the oxide film when the oxidation reaction takes place on the titanium electrode in contact with the acid solution was evaluated.