射频反应磁控溅射法制备tiolt2gt薄膜及其性能研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要射频反应磁控溅射法制备Ti02薄膜及其性能研究摘要Ti02薄膜由于具有光催化活性高、化学性能稳定、安全无毒以及成本低廉等优点，作为环保型光催化材料在环境工程、生物医学、材料科学以及人们的日常生活等领域中都有着广阔的应用前景。本实验采用射频反应磁控溅射法在医用载玻片上成功的制备了'ri02薄膜，并对Ti02薄膜的性能进行了研究。考察了氧分压、基片温度、退火温度、水热处理温度及时间对Ti02薄膜性能的影响。用x射线衍射(XRD)研究了"ri02薄膜的晶体结构，用原子力显微镜(AFM)观察了Ti02薄膜的表面形

2、貌，用紫外可见分光光度仪测试了'ri02薄膜对光的透光率和吸收峰的位置，用20W的紫外灯研究了"ri02薄膜对甲基橙降解率。研究结果表明：1．Ti02薄膜在不同的氧分压条件下保持很好的锐钛矿型晶体结构和100nm左右的晶粒，薄膜具有很好的透光率，把氧分压在1．6Pa时制各的"ri02薄膜样品浸在甲基橙溶液中，经紫外灯照射75min后，对甲基橙的降解率达到了85％。2．随着基底温度的升高，Ti02薄膜的锐钛矿型晶体结构逐渐减少，金红石型晶体结构逐渐增多，薄膜的晶粒有所长大，薄膜具有较好的透光率，对甲基橙溶液的降解率稍有下降。3．T

3、i02薄膜在不同的退火温度一直保持锐钛矿型晶体结构，退火温度对"ri02薄膜的晶粒度有较大的影响，退火处理后的'ri02薄膜具有较好的透光率。4．水热处理温度和时间对"ri02薄膜的晶粒和薄膜的透光率有很大的影响。150'c水热处理4h时，Ti02薄膜为纳米尺度的柱状晶粒，其平均透过率为70％左右。180"C水热处理8h的Ti02薄膜已经变得非常模糊，透光率较差。关键词：射频反应；磁控溅射；Ti02薄膜；晶体结构：表面形貌；透光率查些叁芏塑主堂堡垒查．．一————————垒堕PreparationandPropertiesofT

4、i02FilmsbyR．F．ReactiveMagnetronSputteringMethodAbstractTie2thinfilmwillhavewidelyapplyingprospectinenvironmentalengineering，biologicalmedicalphysic，materialscienceanddailylivingofpeopleasthematerialofenvironmentalpropeetionandphotocatalysis，becauseofithasthevirtuethe

5、highphotocatalytalactivity，highchemicalstability,longCOntinuedtime，safeandnopioson，inexpensivecost，andSOon．ThisexperimentdepositedTie2thinfilmonthemadicalglassbyR．F．reactivemagnetronsputteringmethod．Atthesametime，wereseachedthetheirproperties．Theoxygenpartialpressure

6、s，substratetemperatures，annealingtemperatures，thehydrothermaltemperaturesandtimethatimpactedonthepropertiesofTie2thinfilmwereinvestigated．XRDwasusedtoinvestigatethecrystalstructureofTie2thinfilms．AFMwasusedtoobservethesurfacemorphologiesofTie2thinfilms．UV-VISspectrop

7、hotometerwasusedtostudythetransmittanceandabsorptionthresholdofTie2thinfilms．The20WUVlightlampwasusedtoobservethatTi02thinfilmsdegradatedtothemethylorange．Theresultsofresearchshow：1．Ti02thinfilmshavegoodthecrystalstructureofanataseand100nmgrainsindifferentoxidepartia

8、lpressures．Thefilmshavewonderfultransnittance．Tie2thinfilmsthathavedegradatedmethylorangeto85％byUVlamplighting75rainwaspreparedat1．