氮气退火对二氧化钛薄膜光学性能的影响

提出了一种利用离子注入和后续退火制备氮掺杂TiO2薄膜的方法。首先在室温下向石英玻璃中注入Ti离子,随后在氮气中退火到900 ℃,从而制备了氮掺杂的玻璃基TiO2薄膜。SRIM2006程序模拟和卢瑟福背散射谱（RBS）研究表明注入离子从样品表面开始呈高斯分布,实验结果和模拟结果吻合很好。X射线光电子能谱（XPS）研究结果表明注入态样品中形成了金属Ti和TiO2,900 ℃退火后金属Ti转变成TiO2,同时N原子替代少量的晶格O原子形成了O－Ti－N化合物。紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）结果显示,当退火温度至500 ℃时,在吸收光谱中开始出现TiO2的吸收边,随退火温度升高到900 ℃,由于O－Ti－N化合物形成,TiO2的吸收边从3.98 eV红移到3.30 eV,TiO2吸收边末端延伸到可见光区,在可见光区的吸收强度明显增加。