Početak projekta: 1.10.2025.

Cilj ovog projekta je prilagođavanje strukturnih i kemijskih svojstava poluvodičkih tankih filmova i nanostruktura s primjenom u fotokatalitičkim procesima induciranim sunčevom svjetlošću. Istraživat ćemo nove metode za optimizaciju kemijskih, morfoloških, optičkih i električnih svojstava metalnih oksida korištenjem depozicije atomskih slojeva (ALD). Fotokatalički procesi spadaju među ekološki najprihvatljivije metode za proizvodnju čiste energije i zaštitu okoliša. Međutim, slaba apsorpcija sunčevog zračenja i brza rekombinacija foto-induciranih nosioca naboja znatno ograničavaju učinkovitost fotokatalizatora. U ovom projektu, modificirat ćemo odabrane metalne okside (TiO2, ZnO, SnO2 i Fe2O3) uvođenjem malih koncentracija dušika i prijelaznih metala ili metalnih nanočestica u njihovu rešetku i formiranjem poroznih struktura. Iznimna kontrola nad koncentracijom dopanata koju omogućuje ALD omogućit će da optimiziramo proces dopiranja na atomskoj razini ili da prilagodimo svojstva metalnih nanočestica ugrađenih u metalne okside. Stoga ćemo povećati apsorpciju sunčevog zračenja podešavanjem širine zabranjenog pojasa ili korištenjem plazmonskih svojstava metalnih nanočestica. Također, uvođenjem novih energetskih razina unutar zabranjenog pojasa pomoću dopanata ili stvaranjem Schottkyjevih barijera između poluvodiča i metalnih nanočestica, produžit će se vrijeme života foto-generiranih nosioca naboja. Osim toga, istražit ćemo nove pristupe u sintezi hibridnih materijala, koristeći ALD u kombinaciji s in-situ i ex-situ selektivnim organskim reakcijama u plinovitoj i tekućoj fazi. Predložene modifikacije metalnih oksida proširit će njihov potencijal u različitim fotokatalitičkim primjenama: u pročišćavanju vode od tekstilnih bojila, formiranju antibakterijskih površina i fotorazgradnji mikrovlakana polimera, koja se tipično nalaze u otpadnim vodama. Projekt će doprinijeti znanstvenoj izvrsnosti kroz povećanje kvalitete i odjeka znanstvenih radova, jačanje međunarodne vidljivosti te veću angažiranost u konkurentnim nacionalnim i europskim projektima, kao i postaviti temelje za daljnji razvoj istraživanja u području fotokatalize.