反应溅射法制备TiO2薄膜

报道了用反应溅射法制备TiO₂薄膜的实验研究.详细研究了氧分压、基底温度和退火温度对成膜结构的影响.制备出了具有金红石和锐钛矿晶体结构的TiO₂薄膜.分析了金红石和锐钛矿晶体的形成条件,并对薄膜的表面形貌进行了测量. 关键词： 反应溅射 2薄膜')" href="#">TiO₂薄膜     

溶胶-凝胶法制备高折射率TiO2薄膜

采用溶胶- 凝胶法制备了TiO2纳米晶溶胶,并以旋涂法（spin-coating）镀制了高折射率光学薄膜。借助光散射技术和透射电镜研究了溶胶的微结构。采用原子力显微镜、场发射扫描电镜、紫外-可见-近红外光谱仪、椭偏仪、漫反射吸收光谱及强激光辐照实验,对膜层的结构、光学性能及抗激光损伤性能进行了系统的表征。结果显示:纳米晶薄膜的折射率达到了1.9,而传统的溶胶-凝胶薄膜折射率只有1.6;同时纳米晶薄膜的抗激光损伤阈值与传统的溶胶-凝胶薄膜相差不大,在1 064 nm处分别为16.3 J/cm2(3 ns脉冲) 和16.6 J/cm2(3 ns脉冲);纳米晶溶胶薄膜可以在保持较高抗激光损伤阈值情况下,大幅度提高薄膜折射率。     

ZnO·TiO2双层复合薄膜的制备及其光学性能的研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel),分别以乙酸锌(Zn(CH₃COO)₂H₂O)、钛酸酊酯(Ti(OC₄H₉)₄)为锌源和钛源,在玻璃衬底以及硅衬底上制备了不同浓度的、均匀的、结晶质量良好的单层ZnO、TiO₂薄膜及双层的ZnO·TiO₂复合薄膜。结果表明,所制备的单层本征ZnO、TiO₂薄膜分别沿(002)、(101)晶面生长,且当本征ZnO、TiO₂的浓度分别为0.45 mol/L、0.65 mol/L时,择优取向生长最明显。ZnO·TiO₂复合薄膜的(101)、(004)特征峰明显,且0.45 mol/L/0.55 mol/L的双层ZnO·TiO₂复合薄膜结晶质量最好;薄膜表面最为平整,粒子分布均匀,粘连现象最少;对紫外光的吸收最强,禁带宽度为3.39 eV。     

锐钛矿相TiO2纳米管的制备及其染料敏化太阳电池

以商用金红石相TiO₂粉末为原料,通过在碱性溶液中150℃水热48h的方法合成TiO₂纳米管.采用SEM,TEM,XRD分析手段对TiO₂纳米管的形貌和结构演变进行了表征.制成的TiO₂纳米管与TritonX-100,乙酰丙酮混合后,通过丝网印刷的方法涂敷到ITO导电玻璃衬底上,并且在450℃下烧结30min后得到可应用于染料敏化太阳电池的多孔光阳极.将此光阳极浸泡于N719染料敏化后,与镀铂对电极组装电池,两者之间灌 关键词： 2纳米管')" href="#">TiO₂纳米管 染料敏化太阳电池 水热法     

Co离子注入TiO2薄膜的显微结构和磁性研究

利用直流磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积了TiO₂薄膜,并对其进行了Co离子注入,最后在真空中500 ℃退火50 min,得到系列薄膜样品. 利用剥离-分散方法制备了薄膜的透射电镜样品,并用扫描电镜(SEM)、X射线能量散射谱(EDX)和高分辨透射电镜(HRTEM)对样品做了近似原位观察,研究了薄膜样品中不同Co离子注入深度的成分分布和显微结构. 结果表明,薄膜呈锐钛矿结构,Co元素主要分布在薄膜表层,Co离子的注入使TiO₂薄膜的晶粒被部分破坏,并形成CoO,而5 关键词： 2薄膜')" href="#">Co注入TiO₂薄膜 电镜原位观察 室温铁磁性     

电场热处理条件下TiO2薄膜的晶化行为研究

利用溶胶-凝胶法和电场热处理工艺在玻璃表面制备出一层TiO₂薄膜，采用DTA ，Raman光 谱，XRD和AFM等测试手段分析了TiO₂薄膜在电场热处理过程中的晶化行为.然后 在理论上 分析了外电场对TiO₂薄膜热处理过程的影响，提出了通过引入外电场促进TiO2薄膜从无 定形到锐钛矿的相转变的方法.通过甲基橙水溶液的光催化降解实验表明：在520℃电场热处 理条件下的TiO₂薄膜的光催化效率高于未引入电场热处理的TiO₂薄 膜. 关键词： 薄膜 晶化 电场 2')" href="#">TiO₂     

O2流量对磁控溅射N掺杂TiO2薄膜成分及晶体结构的影响

利用直流脉冲磁控溅射方法在室温下通过改变O₂流量制备具有不同晶体结构的N掺杂TiO₂薄膜,利用台阶仪、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计等设备对薄膜沉积速率、化学成分、晶体结构、禁带宽度等进行分析.结果表明:所制备的薄膜元素配比约为TiO_1.68±0.06N_0.11±0.01,N为替位掺杂,所有样品退火前后均未形成Ti—N相结构,N掺杂TiO₂薄膜的沉积速率、晶体结构等主要依赖于O₂流量.在O₂流量为2 sccm时,N掺杂TiO₂薄膜沉积速率相对较高,薄膜为非晶态结构,但薄膜内含有锐钛矿(anatase)和金红石(rutile)相晶核,退火后薄膜呈anatase和rutile相混合结构,禁带宽度仅为2.86 eV.随着O₂流量的增加,薄膜沉积速率单调下降,退火后样品禁带宽度逐渐增加.当O₂流量为12 sccm时,薄膜为anatase相择优生长,退火后呈anatase相结构,禁带宽度为3.2 eV.综合本实验的分析结果,要在室温条件下制备晶态N掺杂TiO₂薄膜,需在高O₂流量(＞10 sccn)条件下制备. 关键词： 2薄膜')" href="#">N掺杂TiO₂薄膜 磁控溅射 化学配比 晶体结构     

离子注入掺杂锐钛矿TiO2薄膜的光学性能

在玻璃基体上,采用射频磁控溅射方法在不同的基体温度下制备了TiO2薄膜,然后在薄膜中注入注量分别为5×1016, 1×1017和5×1017/cm2的N离子以制备N掺杂的TiO2薄膜。X射线衍射结果表明：制备出的TiO2薄膜为锐钛矿型。X射线光电子能谱研究结果表明：注入的N离子与TiO2晶粒相互作用,形成了含氮的TiOxN2-x化合物,从而改变了TiO2薄膜的吸收边;随N离子注量增加,吸收边移动更明显;同时,由于氮离子注入产生的辐照缺陷使TiO2薄膜在紫外和可见光区的吸收也明显增强。     

不同氧气流量对直流磁控溅射TiO2薄膜的影响

采用直流反应磁控溅射法,以高纯Ti为靶材,高纯O2为反应气体,制备了TiO2薄膜.研究了氧气流量对薄膜结晶取向、表面形貌和光学性能的影响.研究发现,TiO2薄膜主要呈锐钛矿TiO2(101)择优取向,当氧气流量较小时,薄膜中还含有金属Ti(100),氧气流量较大时,薄膜含TiO2(101)和TiO2(004),成多晶态;薄膜的粗糙度和颗粒大小都随氧气流量的增大而增大;薄膜在400～1 100nm可见-近红外波段有较高的透射率并且其吸收峰随着氧气流量的增大而红移,当氧气流量为5sccm时,平均透射率最高.     

TiO2/ZnO纳米薄膜界面热导率的分子动力学模拟

采用平衡分子动力学方法及Buckingham势研究了金红石型TiO₂薄膜与闪锌矿型ZnO薄膜构筑的纳米薄膜界面沿晶面[0001](z轴方向)的热导率.通过优化分子模拟初始条件中的截断半径r_c和时间步后,计算并分析了平衡温度、薄膜厚度、薄膜截面大小对热导率的影响.研究表明,薄膜热导率受薄膜温度和厚度的影响很大,当温度由300 K升高600 K时,薄膜的热导率逐渐减小;当薄膜厚度由1.8 nm增大到5 nm时,热导率会逐渐增大;并在此基础 关键词： 热导率 分子动力学 2/ZnO纳米薄膜界面')" href="#">TiO₂/ZnO纳米薄膜界面 数值模拟     

氧气分压对TiO2薄膜结构、磁性及输运性质的影响

采用脉冲激光沉积技术在LaAlO_3(100)基片上制备了TiO_2薄膜,研究了氧气分压对薄膜结构、磁性与输运性质的影响.结构测量表明,TiO_2薄膜的结构与沉积过程中的氧气分压有关,氧气分压的增大有利于薄膜向锐钛矿相转变.磁性测量表明,在较高的氧气分压下制备的TiO_2薄膜表现为顺磁性,在较低氧气分压下制备的TiO_2薄膜表现出明显的室温铁磁性,其铁磁性与氧空位有密切关系.输运测量进一步表明,TiO_2薄膜表现为半导体导电特性,在具有铁磁性的薄膜中还观察到了低温磁电阻效应.     

退火对TiO2薄膜形貌、结构及光学特性影响

利用射频磁控溅射技术在熔融石英基片上制备TiO<,2>薄膜,采用X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱以及透过谱研究了退火温度和退火气氛对TiO<,2>薄膜的结构、形貌和光学特性的影响.实验结果表明:在大气环境下退火,退火温度越.高,薄膜晶化越好,晶粒明显长大,温度高于700℃退火的薄膜,金红石相已明显形成.实验还发现,退火气氛对金红石相的形成是非常重要的,拉曼光谱反应出Ar气氛退火,抑制了金红石晶相的发育,薄膜仍以锐钛矿相为主.Ar气氛退火的薄膜在可见光范围内的透过率比大气退火的要低,并且由透过率曲线推知:金红石的光学带隙约为2.8 eV,比锐钛矿的光学带隙小0.2 eV.     

MgB2超导薄膜制备方法对比研究

文章结合MgB2超导薄膜在电子器件中的应用,简介了混合物理化学气相沉积法、脉冲激光沉积法、磁控溅射法、分子束外延法和电子束蒸发法等MgB2超导薄膜制备方法和研究进展,并对主要的MgB2超导薄膜制备方法进行了比较,提出了改进意见.对MgB2超导薄膜的应用前景作了展望.     

钽掺杂二氧化钛薄膜的光电性能研究

采用脉冲激光沉积法 (PLD), 以石英玻璃为衬底制备了钽掺杂TiO₂薄膜并研究了薄膜样品的光电性质. 沉积氧气分气压从0.3 Pa变化到0.7 Pa时薄膜样品的帯隙变化范围是3.26 eV到3.49 eV. 通过测量电阻率随温度的变化关系确定了薄膜内部的主要导电机理. 在150 K到210 K温度范围内, 热激发导电机理是主要的导电机理; 而在10 K到150 K范围内; 电导率随温度的变化复合Mott的多级变程跳跃模型 (VRH); 在210 K到300 K范围内, 电阻率和exp(b/T)^1/2呈正比关系. 关键词： 2')" href="#">Ta掺杂TiO₂ 脉冲激光沉积法 薄膜 导电机理     

H_2气氛退火处理对Nb掺杂TiO_2薄膜光电性能的影响

采用电子束沉积方法,以钛酸锶(SrTiO3)为衬底制备铌(Nb)掺杂TiO2薄膜并研究后续H2气氛退火处理对其薄膜样品光电性能的影响.结果发现H2气氛热退火处理能有效改善Nb掺杂TiO2薄膜的导电率,最佳电阻率达到5.46×10-3Ω·cm,在可见光范围内的透光率为60%—80%.导电性能的改善与H2气氛退火处理后多晶薄膜的晶粒尺寸变大和大量的氧空位形成及H原子掺杂有关.     

Characterization of zirconium thin films deposited by pulsed laser deposition

Zirconium(Zr) thin films deposited on Si(100) by pulsed laser deposition(PLD) at different pulse repetition rates are investigated. The deposited Zr films exhibit a polycrystalline structure, and the X-ray diffraction(XRD) patterns of the films show the α Zr phase. Due to the morphology variation of the target and the laser–plasma interaction, the deposition rate significantly decreases from 0.0431 /pulse at 2 Hz to 0.0189 /pulse at 20 Hz. The presence of droplets on the surface of the deposited film, which is one of the main disadvantages of the PLD, is observed at various pulse repetition rates. Statistical results show that the dimension and the density of the droplets increase with an increasing pulse repetition rate. We find that the source of droplets is the liquid layer formed under the target surface. The dense nanoparticles covered on the film surface are observed through atomic force microscopy(AFM). The root mean square(RMS) roughness caused by valleys and islands on the film surface initially increases and then decreases with the increasing pulse repetition rate.The results of our investigation will be useful to optimize the synthesis conditions of the Zr films.     

反应离子镀光学薄膜的微观结构分析

用反应离子镀方法制备了ＴｉＯ２单层膜及ＴｉＯ２／ＳｉＯ２多层膜，用透射电子显微镜分别观察了由反应离子镀方法及传统蒸镀法二种不同工艺制得的ＴｉＯ２单层膜及ＴｉＯ２／ＳｉＯ２多层膜的断面结构，并对ＴｉＯ２单层膜进行了喇曼分析和卢瑟福背散射分析。     

Structural study of TiO2 thin films by micro-Raman spectroscopy

The Raman spectroscopy method was used for structural characterization of TiO₂ thin films prepared by atomic layer deposition (ALD) and pulsed laser deposition (PLD) on fused silica and single-crystal silicon and sapphire substrates. Using ALD, anatase thin films were grown on silica and silicon substrates at temperatures 125–425 °C. At higher deposition temperatures, mixed anatase and rutile phases grew on these substrates. Post-growth annealing resulted in anatase-to-rutile phase transitions at 750 °C in the case of pure anatase films. The films that contained chlorine residues and were amorphous in their as-grown stage transformed into anatase phase at 400 °C and retained this phase even after annealing at 900 °C. On single crystal sapphire substrates, phase-pure rutile films were obtained by ALD at 425 °C and higher temperatures without additional annealing. Thin films that predominantly contained brookite phase were grown by PLD on silica substrates using rutile as a starting material.     

PED沉积La-Sr-Cu-O薄膜表面的有序纳米结构

采用脉冲电子束沉积(PED)技术在Si(100)衬底上生长La_Sr_Cu_O薄膜，在750℃生长温度下获得具有有序纳米结构的表面形貌.采用聚集离子束(FIB)技术对获得的纳米结构进行表征，结果表明，这种有序的纳米结构是由于Si衬底和La_Sr_Cu_O薄膜之间的热膨胀系数和晶格的 失配引起的纳米裂纹.在这些纳米裂纹处，La_Sr_Cu_O成核生长获得独立的纳米线.通过控制 这种有序的纳米结构的生长，这种有序的纳米结构可以用来构造弱连接形成的器件. 关键词： 脉冲电子束沉积 La_Sr_Cu_O薄膜 纳米结构     

稀土钇、镧掺杂TiO2薄膜的拉曼谱分析

采用溶胶-凝胶法在石英玻璃衬底上用旋涂法制备了未掺杂、掺杂钇和掺杂镧的TiO₂薄膜样品,对样品在700—1100 ℃范围内进行退火处理,并对样品的拉曼光谱进行了分析.分析表明:随着退火温度的升高,未掺杂TiO₂薄膜发生了从锐钛矿相经混相最终向金红石相的转换,掺杂钇和掺杂镧对TiO₂薄膜的晶相转换起阻碍作用,掺杂镧的阻碍作用更强;稀土掺杂能使TiO₂薄膜晶粒细化,并使晶粒内部应力增大从而阻碍晶格振动,掺杂镧比掺杂钇的效果 关键词： 2薄膜')" href="#">TiO₂薄膜 稀土掺杂 拉曼光谱 溶胶-凝胶