HREM study of crystalline and amorphous regions of a TiO2 thin layer: Modification of the lattice parameter inside small clusters

A TiO2 thin layer that has been previously shown to be made of amorphous regions containing some anatase and rutile crystals is studied by HREM techniques. It is shown that the amorphous regions can contain a large number of small crystalline clusters (few nm in size) of the anatase structure. By comparison with well identified crystals an apparent modification of the lattice parameters (up to 6%) from the anatase structure is shown to usually occur in the clusters and sometimes near the edges of anatase crystals. The origin of this modification has not yet been determined. It is also shown that the TiO2 thin layers are very sensitive to the electron irradiation inside the electron microscope even at a low irradiation rate. Rutile crystals can grow under the electron beam and anatase turn to rutile in such conditions. Eine dunne TiO2-Schicht, von der fruher gezeigt wurde, das sie aus amorphen Bereichen besteht, die Anatase- und Butil-Kristalle enthalten, wird mittels HREM untersucht. Es wird gezeigt, das die amorphen Bereiche eine grose Zahl von kleinen kristallinen Clustern (einige nm Grose) mit Anatasestruktur enthalten konnen. Durch Vergleich mit genau identifizierten Kristallen wird gezeigt, das eine Modifikation der Gitterparameter (bis zu 6%) gewohnlich in den Clustern und manchmal an den Kanten der Anatasekristalle auftritt. Die Ursache dieser Modifikation kann noch nicht bestimmt werden. Es wird ebenfalls gezeigt, das die dunnen TiO2-Schichten sehr empfindlich gegenuber Elektronenbestrahlung innerhalb des Elektronenmikroskopes sogar bei niedrigen Bestrahlungsdosen sind. Rutilkristalle konnen unter der Elektronenbestrahlung wachsen und Anatase unter diesen Bedingungen zu Rutil ubergehen.