Study on TiO2 thin films deposited by magnetron sputtering.pdf

1、光催化技術是一種新興、高效、節(jié)能的現(xiàn)代綠色環(huán)保技術，被大量應用于各個行業(yè)。在眾多的光催化劑之中，TiO2以其廉價、化學性能穩(wěn)定、安全無毒等優(yōu)點而被廣泛應用于多個領域內。而且TiO2薄膜的光催化性能受多種因素影響，比如表面形貌、Ti/O原子比例、膜層厚度和結晶性能（TiO2薄膜晶型、衍射峰強度等）。已有研究報告指出，工藝參數(shù)的改變對TiO2膜層的表面形貌、成分、厚度和結晶性能有重要影響，但對它們之間的規(guī)律分析的不夠系統(tǒng)全面。因此本論文利用

2、直流反應磁控濺射，采用不同工藝參數(shù)，在載玻片基底上制備了TiO2薄膜，并研究了工藝參數(shù)對TiO2薄膜表面形貌、成分、膜層厚度和結晶性能的影響規(guī)律。
　　本研究通過改變工藝參數(shù)（濺射功率、氧氣分壓、沉積溫度、樣品位置、轉架開否和是否退火）制備了不同條件下的TiO2薄膜，并利用X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X-MAX能譜儀等測試方法對TiO2薄膜的表面形貌、成分、膜層厚度和結晶性能進行表征，探討了工藝參數(shù)對TiO2

3、薄膜形貌、成分、厚度和結晶性能的影響規(guī)律。結果表明：
　　所制備膜層的各項性能隨著工藝參數(shù)的改變而發(fā)生變化。（1）隨著濺射功率的增大，TiO2薄膜表面變得致密，顆粒增大，Ti/O原子比例也逐漸增大，并且膜層增厚；氧氣分壓為10％時薄膜的表面形貌、顆粒大小、Ti/O原子比例相比5%時要大；沉積溫度的增大有利于薄膜表面顆粒的長大，而且促進Ti/O原子比例更加接近0.5；轉架未開時薄膜的各項表面性能較開啟時更好；經過后期退火后，薄膜的表

4、面顆粒得到細化，但是 Ti/O原子比例減小。（2）樣品懸掛位置、轉架的開否對 TiO2薄膜結晶性能有一定的影響。當懸掛位置平行于位于鈦靶中間時，薄膜結晶性能較好，衍射峰強度更加顯著；當轉架不開啟時，薄膜的結晶度優(yōu)于開啟轉架時。氧氣分壓、沉積溫度（300℃、350℃）對 TiO2薄膜結晶性能影響較大。10%的氧氣分壓下薄膜的結晶性能優(yōu)于5%下制備的薄膜；350℃下制備的薄膜結晶性能比300℃下的薄膜要好。濺射功率、是否退火對 TiO2薄膜