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-论文.pdf

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1、Vo1．40No．3化工新型材料第4O卷第3期·1OO·NEWCHEMICALMATERIALS2012年3月Ti靶及TiO2靶溅射TiO2薄膜微观形貌、结构及光学性质研究张笑妍邢杰巩毛毛卫会云郝会颖(1．中国地质大学(北京)材料科学与工程学院，北京100083；2．中国地质大学(北京)矿物岩石材料开发应用国家专业实验室，北京100083)摘要利用射频磁控溅射技术通过r¨靶及TiOz靶在氩氧气氛中同时溅射制备TiOz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

2、靶材及退火温度对TiO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，，rj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Ti靶溅射时较小，从XRD和拉曼光谱来看，靶溅射得到的TiO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，TiO。靶材溅射的薄膜的光学带隙随温度升高而明显降低，而，ri靶得到的薄膜的光学带隙对退火温度的依赖关系不明显。关键词Ti()2薄膜，退火，锐钛矿，金红石Studyonthemorphology，structuralandoptica

3、lpropertiesofTiOzthinfilmssputteredbyTitargetandTio2targetZhangXiaoyanXingJie’GongMaomaoWeiHuiyunHaoHuiying(1．SchoolofMaterialsScienceandTechnology，ChinaUniversityofGeosciences，Beijing100083；2．NationalI．aboratoryofMineralMaterials，ChinaUniversityofGeosciences，Be

4、ijing100083)AbstractTiO2thinfilmsweredepositedonmelted—quartzsubstratethroughTitargetandTiO2targetonthesameargon—oxygenatmospherebyRFmagnetronsputteringmethod，whichwerethenannealedatdifferenttemperatures．Themorphology，crystalstructureandopticalpropertiesofthesam

5、pleswerestudiedusingX-raydiffraction，scanningelectronmicroscope．RamanspectroscopyandUVVisspectra．Theexperimentalresultsshowedthatastheannealingtemperatureincreaseing，thecrystalgrainsincreasedapparentlyandTiO2thinfilmstransformedfromanatasetorutileatabout700centi

6、grade．Inaddition，thereweremoreoxygenvacanciesexistingintheTiOzthinfilmssputteredbyTitarget，whichlimitedthecrystalgrowthgreatly．FromXRDandRamanspectra，wecandeducethatrutilewaseasiertodevelopinTiO2filmsthananataseduringTitargetsputtering．Withtheincreasingofanneali

7、ngtemperature，thetransmittanceoffilmsdecreased，andatthesametimethebandgapofTiO2filmfromTi()2targetdecreasedalotandthatfromTitargetchangedlittle．KeywordsTi()2thinfilm，annealing，anatase，rutileTi02薄膜具有许多优良特性，如可见光范围内光透过率膜的制备中。射频磁控溅射法生长TiOz薄膜通常有两种方高、折射率高、化学稳定性好、光催化性及

8、光诱导亲水性等，在式：TiO。靶原位生长TiO薄膜和Ti靶在氧气氛下生长得到清洁涂料、气体传感器、光降解染料、太阳能电池等领域有广TiO：薄膜。Hasan等利用rri靶制备了TiO。薄膜，研究了基泛的应用[。。。TiO有3种晶相：锐钛矿(A相)、金红石(R底温度及退火温度对薄膜结构、光学性质的影响。Eufinger相)和板钛矿(B