退火对TiO_2薄膜形貌、结构及光学特性影响

利用射频磁控溅射技术在熔融石英基片上制备TiO2薄膜,采用X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱以及透过谱研究了退火温度和退火气氛对TiO2薄膜的结构、形貌和光学特性的影响.实验结果表明:在大气环境下退火,退火温度越高,薄膜晶化越好,晶粒明显长大,温度高于700℃退火的薄膜,金红石相已明显形成.实验还发现,退火气氛对金红石相的形成是非常重要的,拉曼光谱反应出Ar气氛退火,抑制了金红石晶相的发育,薄膜仍以锐钛矿相为主.Ar气氛退火的薄膜在可见光范围内的透过率比大气退火的要低,并且由透过率曲线推知:金红石的光学带隙约为2.8 eV,比锐钛矿的光学带隙小0.2 eV.

Ti靶及TiO_2靶溅射TiO_2薄膜微观形貌、结构及光学性质研究

利用射频磁控溅射技术通过Ti靶及TiO2靶在氩氧气氛中同时溅射制备TiO2薄膜,并对所得的样品进行不同温度的退火处理。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱和吸收谱研究了不同的靶材及退火温度对TiO2薄膜晶体结构、微观形貌及光学性质的影响。结果表明:由于靶材的不同,Ti靶溅射时氧分压较低,造成薄膜中存在大量的氧缺陷,晶相发育不完善,颗粒相比TiO2靶溅射时较小,从XRD和拉曼光谱来看,Ti靶溅射得到的TiO2薄膜更有利于金红石相的形成。薄膜的透过率随退火温度的升高而降低,TiO2靶材溅射的薄膜的光学带隙随温度升高而明显降低,而Ti靶得到的薄膜的光学带隙对退火温度的依赖关系不明显。

二氧化钛薄膜的制备及退火对其形貌、结构的影响

利用磁控溅射技术,在石英基片上沉积Ti膜,分别在400、600、700、900℃的大气中退火获得TiO2薄膜。采用这种制备方式获得的TiO2薄膜呈现不同的颜色,退火温度为400℃的样品为暗紫红色,600℃时为黑色,而在700℃和900℃时均为黄色。采用X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)以及Raman光谱等手段研究了退火温度对TiO2薄膜的结构和形貌的影响。结果表明:退火温度为400℃时,TiO2薄膜为锐钛矿相,温度升高至600℃时,几乎转变为金红石晶相,但仍存在微量锐钛矿相,温度升高至700℃以上,则完全转变为金红石晶相。由XRD衍射图可知退火温度为700℃和900℃时,薄膜的金红石相沿(101)晶面择优取向。

磁控溅射技术制备TiO_2薄膜的研究进展

介绍了磁控溅射法镀膜的基本原理,综述了近年来关于溅射功率、工作压强、氩氧比例、沉积温度和退火等工艺参数以及掺杂对T iO2薄膜结构、形貌和光学性质影响的研究进展,并对磁控溅射技术制备T iO2薄膜的发展方向进行了展望。