退火温度对TiO2薄膜结构与光学性能的影响

研究退火温度对薄膜相结构、表面化学组成、形貌及光学性能的影响.采用射频磁控溅射法在单晶硅片和石英玻璃片上负载TiO2薄膜,通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、X光电子能谱(XPS)和紫外可见光谱(UV-vis)对其进行表征.结果表明,常温制备400℃以下退火的TiO2薄膜为无定形结构,400℃以上退火的TiO2薄膜出现锐钛矿相,600℃以上退火的TiO2薄膜开始出现金红石相,退火温度在1000℃以上时样品已经完全转变为金红石相;高温退火薄膜的组成为TiOx;随着退火温度的升高,薄膜透射率下降,折射率和消光系数有所增加.     

退火温度对TiO2薄膜结构和表面形貌的影响

研究了退火温度对中频交流反应磁控溅射技术制备的TiO2 薄膜结构和表面形貌的影响。利用X射线衍射仪和原子力显微镜 ,检测了TiO2 薄膜的晶体结构和表面形貌。实验结果显示 :沉积态TiO2 薄膜为非晶态 ;低温 (70 0℃以下 )退火后 ,TiO2 薄膜出现锐钛矿相 ,晶粒长大不明显 ;高温退火 (90 0℃以上 )后 ,薄膜转变为金红石相 ,晶粒由柱状转变为棱状 ,并迅速长大至微米量级     

中频交流反应溅射TiO2薄膜的制备及性能研究

利用中频交流磁控溅射设备用金属Ti靶制备出了TiO2薄膜.用椭偏仪测试了TiO2薄膜的厚度和折射率,用俄歇电子能谱、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和紫外及可见光分光光度计分别测试了TiO2薄膜的表面成分、表面形貌、晶体结构及其紫外及可见光透射谱,并初步探讨了工艺因素对薄膜性质的影响.实验结果表明所制备的氧化钛薄膜O/Ti比符合化学计量比,而且O/Ti比随O2流量的变化不大;TiO2薄膜结构主要为锐钛矿型;薄膜表面致密;TiO2薄膜光学性能较好,透射比较高;但O2流量较低时透射比明显下降.     

不同衬底上溅射TiO2薄膜的光学性能研究

在硅片和石英上利用射频溅射法沉积了TiO2薄膜,并分别在空气中进行了退火处理。利用椭偏光谱仪对硅片上薄膜进行了椭偏测试,利用紫外-可见分光光度计对石英上薄膜进行了透射光谱测试。利用解谱软件对椭偏谱和透射谱进行了建模解谱,获得了不同基片上薄膜在不同退火温度下的折射指数和消光系数,发现和TiO2块材的光学常数也有明显的区别。通过计算得到了系列薄膜的光学带隙,带隙值范围从3.35～3.88eV,可以为薄膜态TiO2体系的光学应用、设计和相关理论研究提供一定的依据。     

退火温度对TiO2薄膜结构和表面形貌的影响

研究了退火温度对中频交流反应磁控溅射技术制备的TiO2薄膜结构和表面形貌的影响。利用X射线衍射 仪和原子力显微镜，检测了TiO2薄膜的晶体结构和表面形貌。实验结果显示：沉积态TiO2薄膜为非晶态；低温（700℃以下）退火后，TiO2薄膜出现锐钛矿相，晶粒长大不明显；高温退火（900℃以上）后，薄膜转变为金红石相，晶粒由柱状转变为棱状，并迅速长大至微米量级。     

直流反应溅射TiO2薄膜的制备及其性能研究

采用直流反应磁控溅射的方法,溅射高纯钛靶在ITO石英衬底上制备了TiO2薄膜.用XRD、Raman光谱、AFM和紫外-可见光分光光度计分别测试了TiO2薄膜的结构、表面形貌和紫外-可见光透射谱,研究了工艺因素中溅射气压、氧氩比和退火温度对薄膜结构的影响.采用C(胶)/TiO2/ITO三层结构研究了锐钛矿TiO2薄膜的紫外光响应.实验结果表明较低的溅射气压、合适的氧氩比和较高的退火温度有利于锐钛矿TiO2薄膜的结晶.在2 V的偏压下,锐钛矿TiO2薄膜的紫外光响应上升迟豫时间约为3 s,稳定光电流可达到2.1 mA,对紫外光的灵敏性和稳定的光响应表明TiO2薄膜有可能成为一种新的紫外光探测器材料.     

溅射功率对TiO2薄膜形貌和光催化性能的影响

采用磁控溅射技术在不同溅射功率下制备了系列TiO2薄膜,并对薄膜的晶体质量、表面形貌、紫外-可见光吸收性能以及光催化性能进行了详细表征和对比。结果发现,随溅射功率增大,薄膜的结晶性能变好且内应力得到释放,薄膜表面晶体颗粒增大且表面积增加,紫外-可见吸收带边向长波长方向移动,这些因素的综合作用有利于提高薄膜的光催化性能。     

Fe掺杂TiO2纳米多孔薄膜的制备及光学性质研究

将Fe掺杂的TiO2-PEG 2 000溶胶旋涂在玻璃基底上,经过退火处理后得到Fe掺杂TiO2纳米多孔薄膜。用场发射扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、紫外可见分光光度计和荧光光谱仪分别对样品的形貌、物相结构以及光学特性进行了表征。结果表明:制备的Fe掺杂TiO2纳米多孔薄膜,表面微孔分布均匀,其光吸收边随着Fe掺杂浓度的增加发生了显著红移,当掺杂量为0.15 M时红移量达到最大,约150 nm,说明Fe掺杂可减小TiO2纳米多孔薄膜的光学带隙。此外,样品的光致发光测试结果显示,随着Fe掺杂浓度的逐渐增加,样品的发光强度呈先抑后扬的变化趋势,这说明Fe掺杂浓度对TiO2纳米薄膜光生电子-空穴对的复合几率亦有很大影响,只有当Fe掺杂浓度为0.10 M时,TiO2薄膜的光生载流子复合几率最低。可见,这是一个益于改善TiO2纳米多孔薄膜光电转换性能的优化参数。     

溅射法制备TiO2薄膜的耐腐蚀性

采用溅射法在石英和316L不锈钢衬底上制备TiO2薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)观察薄膜的微观结构和表面形貌。结果表明:沉积后的TiO2薄膜表面均匀、致密,为锐钛矿结构。600℃退火后,薄膜中有金红石相生成。基于透射谱,计算得到的薄膜光学带隙在3.2eV左右。在PBS模拟体液中,测试材料的动电位极化曲线。结果显示,沉积TiO2薄膜后,材料的耐腐蚀性得到改善。退火后,TiO2薄膜的自腐蚀电位正向移动94mV,自腐蚀电流最小,为4.828μA·cm-2。     

微等离子体氧化法TiO2、TiO2(W)薄膜的制备及性能

利用微等离子体氧化方法,在纯Ti金属表面制备TiO2、TiO2(W)薄膜,并用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)初步研究了薄膜的组织结构和表面形貌.在不同的条件下,得到3种不同类型结构组成的薄膜单一TiO2的锐钛型结构、单一TiO2金红石结构及TiO2(W)薄膜;同时对薄膜的催化特性进行了初步的研究.     

低压MOCVD生长TiO2薄膜结构和电性能研究

采用低压MOCVD法沉积生长了TiO2薄膜，研究了Si衬底取向，退火温度，退火时间，退火气氛对其结构和电性能的影响，结果表明，500℃下沉积生长于Si(111)和Si(100)上的TiO2薄膜为锐钛矿相多晶膜，经过600℃以上退火处理后，均可转变为纯金红石相结构。其中，Si(111)上的TiO2薄膜更容易转变为金红石相结构，而Si(100)上的TiO2薄膜，需要更高的退火温度和更长的退火时间才能转变为金红石结构。结果还表明，退火气氛中氧分压的大小对TiO2薄膜的结构无明显的影响。     

溶胶-凝胶法制备TiO_2薄膜及其光学性能的研究

采用溶胶-凝胶法在K9玻璃上制备了均匀、透明、裂纹较少的纳米TiO2薄膜,以无水乙醇用量、涂层数、煅烧温度为影响因素,设计L9(3)4正交试验,以薄膜的透明度、微观致密程度作为评价标准,讨论了无水乙醇用量、涂层数和煅烧温度对制备TiO2薄膜光学性能的影响。用反射式椭圆偏振光谱仪测试最佳制备工艺下制得的TiO2薄膜的椭偏参数,并用Cauchy模型对椭偏参数进行数据拟合。结果表明,薄膜最优制备工艺参数为无水乙醇用量30 m L、涂层数为2层、煅烧温度为550℃;Cauchy模型能较好的描述溶胶-凝胶薄膜在300~700 nm波段的光学性能;薄膜的折射率和消光系数都有随波长增大而减小的趋势且制备的薄膜具有随着膜层数的增加,折射率增加,而最大峰值透光率、孔隙率减小的规律。     

离子束后处理对TiO2薄膜光学性质影响的实验研究

采用中频反应磁控溅射方法和线性阳极层离子源实现了TiO2薄膜在线制备和在线离子束后处理。通过对薄膜光学性质的研究,发现氧离子束后处理对提高薄膜折射率,降低薄膜吸收率具有明显效果。为工业生产中,薄膜的在线制备及后处理提供了切实可行的手段。     

TiO2薄膜超亲水特性的研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜，研究了薄膜厚度、孔隙率、热处理温度、掺杂等因素对滞膜亲水性的影响，结果表明：当TiO2薄膜的厚度小于87.2nm时，随着膜厚的增加，接触角降低。当膜厚大于87.2nm时，接触角基本不变；孔隙率的增加，掺杂SnO2均有利于超亲水性的改善，热处理温度为450～662℃时薄膜亲水性最好。     

稀土Ce2O3掺杂TiO2薄膜的结构和光学特性

采用真空热蒸发法在玻璃、单晶硅衬底上制备Ce2O3掺杂TiO2薄膜，研究热处理和Ce2O3掺杂对薄膜性能的影响。结果显示，热处理可明显改善薄膜的结构和光学性能，Ce2O3掺杂可降低薄膜晶型转化温度。TiO2薄膜（玻璃衬底）经600℃热处理由锐钛矿转为金红石结构；当掺Ce2O3含量为5at％时热处理温度为500℃薄膜就已开始发生晶型转变。薄膜表面颗粒较均匀，存在程度不同的孔洞和颗粒聚集现象；掺Ce2O3后薄膜表面致密度明显增强。薄膜（玻璃衬底）的光学带隙从3．74eV降至3．60eV。     

纳米TiO2粉体的制备及其表征

采用溶胶-凝胶技术制备了纳米TiO2粉体,并对其热性能、相结构、颗粒大小和分布进行了表征,结果表明,TiO2干凝胶粉经300℃煅烧后已有锐钛矿相出现,经550℃煅烧后有金红石相出现,完全相转变的温度约为600℃,纳米TiO2粉体的颗粒尺寸随煅烧温度的升高而增大,采用溶胶,凝胶技术制备的干凝胶粉经400℃煅烧后可获得团聚轻、颗粒大小分布比较均匀、颗粒尺寸约为15nm的球状TiO2粉体,     

光纤TiO2薄膜的制备及理化特性研究

用溶胶－凝胶法制得TiO2，通过提拉法在光纤上成膜。利用X射线衍射仪分析了TiO2薄膜的物相，结果表明其物相是锐钛矿相。通过酸碱浸泡实验及附着性能测试，得到了具有较好抗腐蚀性及良好附着性。从理论上对光纤TiO2薄膜光纤的光催化降解机理进行研究，结果表明其在处理污水方面具有可行性及优越性，并讨论其发展方向和所需的改进。     

CuInS2薄膜的制备及光学特性

真空共蒸发在玻璃衬底上制备CuInS2薄膜.研究不同Cu、In、S元素配比、不同热处理条件对薄膜的结构、化学计量比及光学性能的影响.实验结果给出:在元素配比中S的原子比x选择极为重要(实验选0.2≤x≤2),本实验Cu、In、S最佳原子比为1:0.1:1.2.用x(Cu).x(In):x(S)=1:0.1:1.2原子比...