TiO_2薄膜表面形貌的多重分形分析-论文.pdf

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1、ISSNi000—0054清华大学学报(自然科学版)2012年第52卷第1期25／25可丽JTsinghuaUniv(Sci&Tech)，2012，Vo1．52，No．1128—132TiO2薄膜表面形貌的多重分形分析高得力，杨学昌，王鹏(清华大学电机工程与应用电子技术系，北京100084)摘要：采用原子力显微镜(AFM)对不同电泳时间生成的广泛应用前景而引起人们的兴趣_】]，成为了21世纳米二氧化钛(TiO)薄膜进行了观测。经过图像处理得到纪的一大研究热门。TiO。独特的物理化学性质与对应的二值化黑白图，基于构型熵这一指标考虑了多重分形它的微观结构

2、和表面形貌有着密不可分的关分析时标度区间这一重要因素的影响。讨论了Ti0z薄膜的系[3-4]，因此如何准确定量表征TiO。薄膜的表面结表面形貌与多重分形特征，使得不同生长时间的薄膜表面可构成为一个必须要关注的内容。以较为明显地定量区分开来。随着电泳时间的增大，薄膜的由于对自相似性和自仿射性等几何特征较好的多重分形谱宽△a逐渐增大，说明对应的表面粗糙度逐渐增描述，分形和多重分形的概念被越来越多地应用到各大，薄膜的表面形貌逐渐变差。最后得出电泳镀膜的生长效个科学领域。多重分形能够将不同程度的自相似性果在电泳时间为50s时较优，并且通过甲醛降解实验得到进一

3、步验证了其光催化效果，为进一步研究薄膜的催化特性提分解为不同奇异强度和分形维度的集合，因而在对材供了较好的定量评价方法。料、闪电、地质、局部放电等的研究中都得到了广泛的应用]。Zhuang等应用了二次函数拟合多重分关键词：电化学工业；二氧化钛；多重分形；构型熵形谱的方法研究了上海证券股指波动的数据。Nigel中图分类号：TQ15文献标志码：A等l_7用多重分形的方法对3种土壤的孔隙结构进行文章编号：1000—0054(2012)01-0128—05了研究，证明了分形方法适用的无标度区间。孙霞等采用了多种计算局域高度分布概率的方法对Multifract

4、alanalysisofTiO2thinfilmZn0薄膜的表面形貌进行了定量的比较。吕建国surfacetopographies等口。。对不同退火温度处理的磁控溅射Ti()z薄膜的GAODeli，YANGXuechang，WANGPeng表面形貌进行了分析，但并未考虑标度区间的影响。(DepartmentofElectricalEngineeringandAppliedElectronic本文用原子力显微镜(AFM)观察经过不同电Technology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)泳时间处理的TiO薄

5、膜的表面形貌，计算AFM图Abstract：SurfacetopographiesofTiO2thinfilmspreparedusing像的多重分形谱，定量分析了薄膜的多重分形特征e1ectr0phyresisfordifferentgrowthperiodwerecharacterizedbyan等多重分形参数。atomicforcemicroscope(AFM)．MultifractalspectrawerecalculatedforthebinarizedB_Wimagesfortheconfiguration1多重分形谱的计算entropy

6、．ThemultifractalspectrawereusedtocharacterizethethicknessdistributionsoftheTiO2thinfilmsandthedifferences多重分形实际上是一个统计分布的计量方法。betweeneachfilm．Asthegrowthperiodincreased，themultifractal对于多重分形应用盒计数法，考虑各个盒子内不均spectralwidthandsurfaceroughnessincreasedandtheTiOzthinfilm匀分布的物理量用概率分布表示

7、：surfacetopographybecamemorecomplexandworse．Fortheseexperimentalconditions，50secondsgavethebestgrowthwithP，(e)一e．(1)formaldehydedegradation．Abettermethodisgivenformeasuring其中a为第i个盒子中的Lipschitz—HOlder指数特thefilmformationconditions．征密度]。盒子数量N(e)随着盒子尺寸s的减小Keywords：elecrtrochemical；

8、titaniumdioxide；multifractal；configurationentropy收稿日期：