退火温度对原子层沉积TiO2薄膜结构、形貌和光学性能影响

采用原子层沉积技术(ALD)在石英衬底上制备了TiO₂薄膜，并对其进行不同温度的快速光热退火处理。采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对薄膜进行表征。研究了退火温度对薄膜结构、表面形貌和光学性能的影响。结果表明：当薄膜未退火时，其具有非晶态性质；薄膜在300～600℃的范围下退火时，其具有结晶态性质。当样品在未退火下，其表面粗糙度和光学带隙分别为17.226 nm和3.57 eV；随着退火温度不断升至600℃时，薄膜的表面粗糙度增至30.713 nm变大，晶粒尺寸增至24.75 nm，光学带隙减至3.41 eV。此外，样品的折射率和消光系数随着退火温度的升高呈下降趋势。在实验条件下，最佳退火温度为600℃。