磁控溅射法制备tiolt2gt薄膜及其性质研究

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1、硕上论文磁控溅射法制备TiO：薄膜及性质研究摘要半导体光催化是近30年来发展起来的新兴研究领域，其中Ti02由于其良好的化学稳定性，抗磨损性，低成本，无毒等特点而成为最具应用潜力的光催化剂。本文分别以高纯金属钛，二氧化钛为靶材，普通玻璃为基体，氩气为工作气体，采用射频磁控溅射法制备得到金属Ti薄膜和Ti02薄膜。在空气气氛中退火处理，考察两种靶材对制备得到的Ti02薄膜结构和形貌的影响。结果发现，两种靶材制得的薄膜均为锐钛矿相，以高纯金属钛为靶材制得的样品颗粒较大，分布较均匀。为了与普通玻璃基体对照，另选

2、用石英玻璃、ITO玻璃、陶瓷片、Ag条四种材料作为基体，以高纯金属Ti为靶材，采用磁控溅射法制备金属Ti薄膜，并在空气气氛中退火处理，比较不同基体对Ti02薄膜结构和形貌的影响。以高纯金属Ti为靶材，改变不同制备参数，如溅射压强、溅射功率、退火温度，考察制备参数对金属Ti薄膜结构和形貌的影响。沉积的金属钛薄膜在空气气氛中，较低温度条件下(400℃～600℃)退火容易向锐钛矿相转变，在较高温度条件下(800℃～1000℃)退火金属钛薄膜开始先生成锐钛矿相转变，接着转变为金红石相。采用X射线衍射仪(Xlm)、

3、拉曼光谱仪(Raman)对薄膜的晶体结构进行了检测；用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)考察Ti02薄膜表面形貌；用紫外一可见分光光度计(UV-Vis)测试Ti02薄膜的透射率，研究不同制各参数对薄膜光学性质的影响。对所制备的不同参数的Ti02薄膜进行光催化性能测试。比较不同光源、不同初始甲基橙溶液浓度、不同pH值的甲基橙溶液对溶液脱色率的影响。关键词：二氧化钛薄膜；射频磁控溅射；金红石；锐钛矿；光催化性能AbstractPhotocatalysisofsemieonductorsisawi

4、delyinvestigatedsubjectduringthepast30vears．Amongthem，titaniumdioxideisthemostlatentmaterialforitschemicalstability,wearibility,lowcostandinnocuity．InthispaperthehighpureTiandTi02piecesaretakenasthetarget，argonistakenasprotectivegaS．Thethinfilmsaredeposit

5、edonglasssubstratebyRFmagneticsputtering·111enthethinfilmswhichhavebeendepositedareannealedinthemuffle．InvestigatetheiIlfluenceoftwotypesoftargetsonthestructureofthinfilms．TheresultsshowedthatthmfilmobtainedbyhighpureTiobtainedlargerparticlesInordertocont

6、rastwiththeglasssubstrate，choosethequartz，ITOglass，ceramic，Agt0befourmatrixmaterials，highpureTiastargettoprepareTi02thinfilms·DifferentsubstrateofTi02thinfilmsmayhavedifferenteffectsofcrystalstructure·Usema翟皿etronsputtering，highpureTiastarget．Changethedif

7、ferentpreparationparameters，suchassputteringpressure，sputteringpowerandannealingtemperature，annealingatmosphere．Investigatedthethinfilmcrystallinestructure·Depositionof锄orphouSthinfilmsoftitaniuminairunderconditionsoflowtemperature锄eallng(400℃～600℃1isacce

8、ssibletotheanatasephasetransition，atahigherannealingtemperatu_re(800℃～1000℃1)amorphousthinfilmsoftitaniumtransformtotherutilephase·StudvthesurfaceofTi02thinfilmbyusingscanningelectronmicroscopy(SEM)，atomicforcemicro