TiO-,2-薄膜微結(jié)構(gòu)及其光電特性研究.pdf

1、采用射頻磁控濺射法制備了二氧化鈦(TiO<,2>)納米薄膜，厚度約為150nm。制備出的薄膜在大氣環(huán)境下進(jìn)行了等時(shí)(0.5h)變溫(200℃，400℃，600℃，800℃，1000℃，1200℃)熱處理；對0.5h退火的樣品在相應(yīng)的溫度下再分別進(jìn)行退火1h的熱處理，退火1h的樣品用來測試薄膜的XPS和AFM特性。用X射線衍射儀(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線光電子能譜儀(XPS)、紫外一可見光分光光度計(jì)(UV-Vis)、熒光光

2、譜儀和四探針測試儀等測試手段分別對薄膜的微結(jié)構(gòu)、化學(xué)組分和光電特性進(jìn)行了測試與分析。XRD分析結(jié)果表明：400℃退火后，薄膜完成了由非晶到銳鈦礦相的轉(zhuǎn)變：1000℃退火后，薄膜樣品完成了由銳鈦礦相到金紅石相的轉(zhuǎn)變。AFM分析結(jié)果表明：隨著退火溫度的升高，TiO<,2>薄膜的平均顆粒度先減小而后增大，這是由于出現(xiàn)晶相轉(zhuǎn)變的原因。XPS分析結(jié)果表明：未退火時(shí)Ti2p結(jié)合能為458.26eV，隨著退火溫度的升高，結(jié)合能逐漸減小，1000℃退火

3、時(shí)，Ti2p結(jié)合能為458.18eV，未退火及退火后樣品中的Ti均以+4價(jià)態(tài)存在。薄膜的光電特性測試結(jié)果表明：低溫(<800℃)退火后TiO<,2>薄膜在紫外-可見光范圍的平均透射率都很高，平均在50％以上。高溫(>800℃)退火后，平均透過率下降很大；吸收率和反射率及折射率與低溫退火樣品差別很大。橢圓偏振方法測量了薄膜的折射率與消光系數(shù)，并與分光光度計(jì)測試的薄膜折射率與消光系數(shù)進(jìn)行了對比。熒光光譜顯示，Si和SiO<,2>襯底上制備的

4、TiO<,2>薄膜的發(fā)射峰主峰分別在425nm和450nm左右，但峰強(qiáng)較弱。電阻率測試表明，1200℃退火的薄膜導(dǎo)電性能最優(yōu)時(shí)為78.9Ω·cm。在300℃退火附近性能指數(shù)最佳，為4.4×10<'-3> Ω<'-1>。 論文共分四章：第一章是緒論，概述了進(jìn)行此方面研究的背景、意義和國內(nèi)外相關(guān)工作；第二章簡述了TiO<,2>薄膜理論基礎(chǔ)及實(shí)際應(yīng)用；第三章詳述了TiO<,2>薄膜的制備和熱處理?xiàng)l件對其微結(jié)構(gòu)及其光電特性的影響；第四章