Electrochemical Deposition of $TiO_2$ Doped Diamond-Like Carbon Nanocomposite Film

$TiO_2$ Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin Elektrokimyasal Yöntemle Biriktirilmesi

Abstract

In this study, a new route was proposed for electrochemical synthesizing of $TiO_2$ doped diamond-like carbon (DLC) nanocomposite film. To obtain $TiO_2$ doped DLC nanocomposite film, firstly, titanium metal was dissolved in hydrogen peroxide ($H_2 O_2$ ). Then, the obtained solution and methanol were mixed with the volume ratio of 1:200 and electrolyzed in a two-electrode cell. The obtained film was characterized by scanning electron microscope (SEM), Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray diffraction. SEM image showed homogeneous and porous film. Raman spectroscopy indicated that $TiO_2$ doping leads to $sp^3$ hybridized carbon bonds. XPS analysis confirm $TiO_2$ doping and $sp^3$ bonds. In the XRD spectrum, the observed peaks attributed to hexagonal carbon structure. The obtained results show that DLC nanocomposite film containing high amounts of $sp^3$ bonds can be successfully produced by the electrochemical method.

Özet

Bu çalışmada, elektrokimyasal yöntemle $TiO_2$ katkılı elmas-benzeri karbon (EBK) nanokompozit film üretimi için yeni metot önerilmiştir. $TiO_2$ katkılı EBK nanokompozit film üretimi için titanyum metali önce hidrojen peroksit ($H_2 O_2$ ) içerisinde çözündü. Daha sonra bu çözelti ve metanol, hacimce 1:200 oranında karıştırılarak iki elektrotlu hücrede elektroliz edildi. Elde edilen film taramalı elektron mikroskobu (SEM), Raman spektroskopisi, X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve X-ışınları kırınımı (XRD) ile karakterize edildi. SEM fotoğrafı, filmin homojen fakat gözenekli bir yüzeye sahip olduğunu göstermiştir. Raman spektroskopisi, $TiO_2$ katkısının $sp^3$ karbon bağlarına neden olduğunu ortaya koymuştur. XPS analizi, karbonun $sp^3$ bağlı olduğunu ve filmin $TiO_2$ katkılı olduğunu göstermiştir. XRD spektrumunda, hekzagonal karbon yapıya ait pikler gözlenmiştir. Elde edilen bulgular, yüksek miktarda $sp^3$ bağları içeren EBK nanokompozit filmin, elektrokimyasal yöntemle başarılı bir şekilde üretilebileceğini göstermektedir.