溅射功率对TiO_2薄膜结构与特性的影响

采用射频磁控溅射法,在室温和不同功率条件下,在soda-lime玻璃衬底上成功制备出TiO2薄膜。运用X射线衍射(XRD)仪、能谱仪、拉曼(Raman)光谱仪、PL光谱、紫外—可见(UV-VIS)分光光度计等对样品进行了表征分析。分析结果表明:当溅射功率小于100 W时,在soda-lime玻璃衬底上制备的TiO2薄膜为无定形结构。当溅射功率大于等于150 W时,所得TiO2薄膜中出现锐钛矿结构。在本实验中,随溅射功率的增加,TiO2薄膜的结晶越好,晶粒的粒径不断增大且沿(101)取向生长。当在氧气气氛中500℃退火2 h后,制备的TiO2薄膜中锐钛矿相晶粒尺寸增加了17%。在本实验条件下,随着溅射功率的增加,薄膜厚度明显增加,薄膜厚度与溅射功率基本成线性关系。通过光催化降解实验得出,所得到的纳米TiO2薄膜对亚甲基兰溶液具有较强的降解能力。