Efecto del dopaje con elementos lantánidos sobre las propiedades ópticas, estructurales y fotocatalíticas de TiO2

Abstract

En este trabajo se realizó una revisión acerca de los efectos que tiene el proceso de dopado con diferentes elementos lantánidos sobre las propiedades ópticas, estructurales y fotocatalíticas del semiconductor de Dióxido de Titanio (TiO2). En el primer capítulo se presenta una revisión de los conceptos básicos del estado sólido iniciando con la estructura cristalina, principios de simetría y tipos de defectos. En el segundo capítulo se abordan en profundidad las propiedades cristalográficas del TiO2, se especifican en detalle las principales estructuras cristalinas del TIO2 (Anatasa, Rutilo y Brookita) y las posibles estructuras del TiO2 cuando es dopado con algunos elementos lantánidos; adicionalmente se presenta el fenómeno de fotocatálisis heterogénea utilizando el dióxido de titanio como semiconductor. En el tercer capítulo se resumen las características generales de la serie lantánida y las propiedades luminiscentes del TiO2 cuando es dopado con elementos lantánidos. Finalmente, en el cuarto capítulo se abordó en detalle la revisión de los resultados más relevantes obtenidos de las investigaciones relacionadas con el dopado de TiO2 con elementos lantánidos durante los últimos años.

Abstract In this final work I present a review about the effects of the doping process with different lanthanides on the optical, structural and photocatalytic properties of semiconductor Titanium Dioxide (TiO2). In the first chapter basic concepts about solid state; I introduced to crystal structure, principles of symmetry and defect types. In the second chapter; I specified in depth the crystallographic properties of TiO2 and their main crystallines structures (anatase, rutile and brookite), furthermore, I indicated also, the possible structures adopted by TiO2 when it is doped with some lanthanide elements; the heterogeneous photocatalysis effect is explained for using titanium dioxide as a semiconductor. In the third chapter, I summarize the general characteristics of the lanthanide series and luminescent properties of TiO2 when it is doped. Finally, in the fourth chapter I discuss in detail the review of the most relevant results of the research related to TiO2 doped with lanthanide elements in recent years.