DBD-CVD法制备掺氮二氧化钛薄膜及其结构性能.pdf

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1、第30卷第1期材料科学与工程学报总第135期Vo1．30NO．1JournalofMaterialsScience＆EngineeringFeb．20l2文章编号：16732812(2012)01—0093—05DBD—CVD法制备掺氮二氧化钛薄膜及其结构性能高倩，李醅，李铭，刘涌，宋展路，韩高荣(浙江大学材料科学与工程学系。硅材料国家重点实验室。浙江杭州310027)【摘要】采用介质阻挡放电化学气相沉积(DBD—CVD)法制备TiO透明白清洁功能薄膜，选用四异丙醇钛(TTIP)、NH。作为反应先驱体，另外再加入一定量的N。、Ar或者He作为稀释气体控制气体的流量和流速。

2、通过对其进行x射线衍射、紫外一可见光谱、x光电子能谱、场发射扫描电镜、光催化性质、光亲水性质等测试表明，过DBD—CVD方法制备TiO薄膜，只存在锐钛矿相，氮掺杂改变了薄膜中锐钛矿相晶粒生长的取向，从而影响薄膜的表面微观结构，促使光吸收限红移，提高了薄膜在可见光照射下的光催化效率，并改善了薄膜表面的亲水性能。【关键词】TiO薄膜；介质阻挡放电化学气相沉积(DBDCVD)；表面微观结构；掺N；光催化性；亲水性中图分类号：0484．4文献标识码：AMicrostructureandPropertiesofN—DopedTio2FilmsGrownbyDielectricBar

3、rierDischargeEnhancedChemicalVaporDeposition(DBD—CVD)GAoQian，LIZhe，LIMing，LIUYong，SONGChen—lu，HANGao—rong(StateKeyLaboratoryofSiliconMaterialsandDepartmentofMaterialsScienceandEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)[Abstract]NdopedTiO2filmsweregrownbydielectricbarrierdischarg

4、eenhancedchemicalvapordeposition(DBDCVD)withTTIPandNH3asprecursors．X—raydiffractometry(XRD)，ultraviolet—visiblelight(UV—Vis)spectroscopy，X—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)andscanningelectronmicroscopy(SEM)wereusedtocharacterizethefilms．Wealsotestedthephotocatalyticactivityandhydrophihcit

5、yofthefilms．ItisfoundthatthereisonlyanatasephaseintheTiO2filmsgrownbyDBD-CVDandthefluxofNdopingsourceschangethegrowthorientation，affectthesurfacemicrostructureofthinfilmsandnarrowerthebandgap，improvethevisible—light—inducedphotocatalyticactivityandhydrophilicityofTiO2thinfilms．【Keywords】T

6、iO2thinfilms；DBD-CVD；surfacemicrostructure；Ndoping；photocatalysisandhydrophi1icity其应用前景广阔，包括防雾、杀菌、消毒、防污、自清洁1引言等等。前几年Science杂志连续报道有关TiO。研究成果，引起了TiO。的研究热潮。由于在太阳的光谱二氧化钛(TiO。)具有很强的光催化和亲水性能，图中，紫外光能(<400nm)不到5，而波长为400～且其化学性质稳定、无毒、成本低，是理想的光催化剂，750nm的可见光则占到近43％。TiO禁带宽度较宽收稿日期：2O11-10—14；修订日期：2011-

7、12-20基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2011BAE14B02)作者简介：高倩，女，博士研究生，E—mail：10926028@zju．edu．cn。通讯作者：韩高荣，男，教授，博导。Email：hgr@Zju．edu．Crl。·96·材料科学与工程学报2012年2月DBD掺杂，由于等离子体下先驱体能量更高，因此掺杂量有可能更高，因此使得光学能隙达到2．64eV。3．3掺N对薄膜光催化性和亲水性的影响图6为不同NH。流量制备的Ti0薄膜在紫外灯照射下2h分解罗丹明B的图谱，从图中可以看出，当NH。流量为25sccm条件