離子束濺射方法沉積TiO-,2-薄膜的研究.pdf

1、TiO2薄膜由于具有高的折射率，低消光系數，并且在可見光和近紅外都有很高的光學透過率，是一種理想的光學材料。結晶后有三種相：金紅石、銳鈦礦和板鈦礦。金紅石在高溫下穩(wěn)定，是一種重要的光學薄膜材料。銳鈦礦相TiO2薄膜是一種重要的半導體薄膜，在紫外光的作用下具有很好的光催化作用。TiO2薄膜與SiO2配合在微納光電子器件、激光技術、光通信和光顯示等領域得到廣泛的應用。 TiO2薄膜的制備方法包括物理氣相沉積（PVD）和化學氣相沉積

2、（CVD）兩大類。離子束濺射方法鍍制是目前國內外受到高度重視的鍍膜方法，研究表明離子束濺射方法可以制備出光學性能和結構性能良好的薄膜。本文采用離子束濺射技術鍍制TiO2薄膜，并找出最佳工藝參數。 使用橢圓偏振光譜儀分析薄膜的光學性能。在551．34nm波長處薄膜的消光系數在10-3數量級上，折射率在2．4～2．5之間，在1060．98nm處消光系數在10-5數量級上，折射率在2．28～2．35之間。使用X射線衍射儀分析結構，發(fā)現

3、本實驗方法所沉積的薄膜在未退火情況下為非晶態(tài)，經過不同溫度退火，具有不同結晶形式，并且增加氧分壓出現（101）面的擇優(yōu)取向，壓強的增加使1100℃退火下薄膜出現（211）面的擇優(yōu)取向。使用掃描電鏡和原子力顯微鏡觀察薄膜表面形貌，發(fā)現表面粗糙度RMS=1～25nm之間，退火溫度和靶基距對表面形貌影響顯著。使用XPS對TiO2薄膜進行成分分析，得到當O2和Ar充氣量之比在2：1至4：1之間，成分為較純的TiO2，1100℃高溫退火后，出現基