Espectroscopia Femtosegundos Visível-para-IR de Filmes Nanocristalinos de TiO2: Elucidação da Mobilidade de Elétrons Antes do Aprisionamento Profundo

A absorção transitória de filmes nanocristalinos de TiO2 na região do comprimento de onda visível-para-IR foi medida sob excitação UV a 266 nm com o objetivo de gerar intencionalmente múltiplos pares elétron−buraco em nanopartículas únicas. Buracos aprisionados, elétrons aprisionados e elétrons de volume foram observados como em nossos estudos anteriores de absorção transitória, onde a redução da densidade de elétron−buraco para ser tão baixa quanto a recombinação de segunda ordem não ocorreu, ou seja, o número de pares de elétron buraco era inferior a um por nanopartícula de TiO2. A cinética da recombinação de elétron−buraco de segunda ordem, induzida de maneira controlada, foi analisada para estimar a mobilidade dos elétrons antes de seu aprisionamento profundo, que foi encontrado para ocorrer com uma constante de tempo de 500 ps em nosso relatório anterior (Tamaki, Y.; et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1453−1460). A dinâmica de elétron−buraco na nanopartícula de TiO2 de 100 fs a 1 ns foi compreendida em detalhes, e sua relação com a natureza fotocatalítica das nanopartículas de TiO2 é discutida.