氮掺杂对TiO_2薄膜光学性能的影响

目的研究氮掺杂对TiO2薄膜的折射率、透过率、吸收光谱和光学禁带宽度的影响,寻找最佳的掺N量,通过掺N来提高TiO2薄膜对可见光的敏感度。方法用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上,控制氩气和氮气的流量比,生长出不同氮含量的TiO2薄膜。结果适量地掺杂可以提高薄膜的折射率;氮掺杂的TiO2薄膜的光学吸收边发生了明显的红移现象;可见光吸收带中存在肩峰的根本原因是出现了新的氮的2p能级。结论通过适量的氮掺杂可以有效地减小TiO2薄膜的光学禁带宽度,从而提高TiO2薄膜对可见光的响应和太阳光的利用效率,拓宽了TiO2薄膜在太阳能电池、光催化降解及建筑材料等方面的应用。     

衬底温度和溅射功率对AZO薄膜性能的影响

采用RF磁控溅射法在载玻片上制备了可用于电极材料的掺Al氧化锌(AZO)透明导电薄膜,并对不同衬底温度和溅射功率下制备的AZO薄膜结构、光电性能进行了表征分析.结果表明:各种工艺条件下沉积的AZO薄膜均具有明显的(002)择优取向,没有改变ZnO六方纤锌矿结构;薄膜电阻率随衬底温度升高而减小,随溅射功率增加先减小后增大,衬底温度400℃、溅射功率200W时最小,为1.53×10-5Ω.m;可见光平均透射率均在80%以上,光学带隙与载流子浓度变化趋势一致,最大值为3.52eV.     

纳米TiO2薄膜紫外-可见透射光谱研究

对于采用溶胶-凝胶法和电子束蒸发在普通载玻片上制备的均匀透明纳米TiO2薄膜，通过观测薄膜的紫外-可见光透射率光谱，对其光谱特性和吸收边缘进行了研究，同时测算了TiO2薄膜的光学禁带宽度．     

退火温度对TiO2薄膜光学性能的影响

为确定合适的TiO2薄膜退火工艺,研究了退火温度对采用中频交流反应磁控溅射技术制备的TiO2薄膜光学性能的影响.利用分光光度计测得石英玻璃基体TiO2薄膜试样的透射谱和反射谱,用包络线法和经验公式法计算出薄膜的光学常数.结果表明 TiO2薄膜的折射率随退火温度的上升而增加,低温退火时薄膜消光系数略有减小, 500 ℃退火时TiO2薄膜具有最优的光学性能.     

退火温度对Al掺杂ZnO薄膜结构和光学性质的影响

采用溶胶-凝胶法在石英衬底上沉积Al掺杂的ZnO(AZO)纳米薄膜,研究了退火温度对薄膜的结构和光学性质的影响.结果表明:AZO薄膜呈c轴择优取向的纤锌矿结构.在一定的温度范围内,晶粒尺寸的大小随退火温度的升高而增加.当退火温度为900℃时,样品表面平整致密,样品可见光区的透射率达80%.当温度上升1 000℃时,晶粒尺寸达到最大,但样品表面出现裂纹,可见光区域的透射率下降.进一步提高退火温度则由于热缺陷导致了结晶质量的退化,一定范围内退火温度的升高能够提高样品的晶体中原子排列的有序性,有助于晶粒的长大,但同时也增加了样品内氧空位(Vo)和锌间隙(Zni)的缺陷浓度.     

压强对直流磁控溅射TiN薄膜光学性能的影响

使用直流磁控溅射设备,不同压强下在玻璃衬底上制备了系列TiN薄膜.采用紫外-可见光分光光度仪测试了样品的光学性能,采用四探针法测量了样品的方块电阻.研究了溅射沉积过程中压强对TiN薄膜光学性能的影响.结果表明,随着反应压强的增大,TiN薄膜在可见光区透射率增强,反射率降低;薄膜厚度减小,方块电阻增大,中远红外光区的反射率降低.     

(Ba,Pb)TiO3铁电薄膜的制备及其光学性质研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术在(100)Si及石英衬底上制备了Ba0.95Pb0.05TiO3(BPT)铁电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微术(AFM)对薄膜的物相结构、结晶性和表面形貌进行表征,结果表明晶化完整的BPT薄膜呈多晶钙钛矿结构,薄膜表面均匀致密.用紫外-可见分光光度计在190～1000nm波长范围内,测量了不同温度退火的BPT薄膜的光学透射率,并通过透射光谱计算了薄膜折射率和消光系数的色散关系.     

衬底温度对钛镁掺杂氧化锌薄膜光学性能的影响

以石英玻璃作为衬底,采用射频磁控溅射技术沉积钛镁掺杂氧化锌(TMZO)薄膜样品.基于分光光度计测量的透射光谱数据,利用光学表征方法确定了薄膜样品的折射率、消光系数和光学能隙等光学参数,研究了衬底温度对TMZO样品光学性能的影响.结果表明,可见光区域所有薄膜的折射率均随波长增加而单调减小,表现为正常的色散关系,衬底温度对薄膜样品的透光性和光学参数具有明显的影响.衬底温度升高时,TMZO样品的可见光区平均透过率和光学能隙均呈现出先增后减的变化趋势,当衬底温度为300°C时,它们都具有最大值.     

Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜的磁控溅射法制备与介电性能研究

用磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上沉积Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜.研究沉积气压和衬底温度对BST薄膜结构及介电性能的影响.应用XRD和AFM表征薄膜的物相结构及其表面形貌,通过阻抗分析仪测量薄膜的介电性能.结果表明在3.0 Pa沉积气压和600℃衬底温度下制备的Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜有较好的微结构和介电性能.     

TiO2/VO2双层薄膜的制备及光电性能研究

文章采用磁控溅射法在玻璃基底上分别制备VO2单层薄膜与TiO2/VO2双层薄膜,并在Ar气中进行退火.用X射线衍射仪、扫描电镜、紫外-可见光分光光度计、LCR测试仪对薄膜样品的晶体结构、表面形貌、可见光透过率、电阻温度特性进行测试.结果表明,TiO2/VO2双层薄膜的相变温度降低到56℃,电阻温度系数为-1.087/℃,可见光透过率提高了20％～30％,且薄膜生长致密均匀.     

Optical parameters induced by phase transformation in RF magnetron sputtered TiO2nanostructured thin films

Pure TiO2 thin films were deposited onto quartz substrates using a ceramic TiO2 target at an elevated substrate temperature of 573 K by RF magnetron sputtering, and an analysis of structural, optical and photoluminescence characteristics of the films upon phase transformation is reported in this paper. Structural investigations using X-ray diffraction revealed that the as-deposited film was amorphous in nature. Thermal annealing for 2 h at 873 K in air resulted in the formation of anatase phase, and a phase transformation to rutile was observed at 1073 K.An increase in grain size and an improvement in crystallinity were also observed on annealing. Rod- like rutile crystallites were observed in the SEM images of the film annealed at 1273 K. As-deposited films and films annealed up to 1073 K were highly transparent in the visible region with a transparency 480%. Optical band gap of the films decreased upon thermal annealing which is attributed to phase transformation from amorphous to anatase and then to rutile. Optical parameters such as refractive index, optical conductivity and optical dielectric constant increased with increase in annealing temperature. Since rutile is the optically active phase, the superior refractive index of the film annealed at 1073 K along with its high transparency in visible region suggests the application of this film in antireflective coatings. Photoluminescence emission of maximum intensity was observed for the film annealed at 873 K, which exhibits anatase phase. Intense blue emission observed in this film makes it suitable for use in optoelectronic display devices.     

衬底对直流磁控溅射制备TiO2薄膜结构和形貌的影响

在气压为1Pa和2Pa的情况下,文章采用直流磁控溅射法分别在Si(100)、Al2O3陶瓷、普通载玻片3种衬底上生长TiO2薄膜;利用原子力显微镜对TiO2薄膜的表面形貌进行观察,研究了压强及衬底对薄膜表面形貌的影响。并研究表明,在Si(100)衬底上生长的TiO2薄膜,气压为2Pa时比1Pa时表面粗糙度要大;在相同溅射气压下,Si(100)衬底上得到的TiO2薄膜质量明显优于Al2O3陶瓷和普通载玻片衬底上的。     

Nd掺杂ZnO薄膜的制备及室温光致发光研究

通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了Nd掺杂ZnO薄膜.XRD和AFM分析表明,Nd掺杂没有改变ZnO结构,薄膜为纳米多晶结构.随Nd掺杂量的增加颗粒减小,表面粗糙,起伏较大.室温光致发光谱显示,薄膜出现了395 nm的强紫光峰和495 nm的弱绿光峰,Nd掺杂量和氧分压对PL谱发射峰强度产生了一定影响.     

Fe掺杂TiO2薄膜的低温制备及光吸收性能研究

将不同比例的Ti粉和Fe粉的混合粉末加入到质量分数为30%的H2O2溶液中,然后把Ti片浸入其中,保持80℃低温反应72h,在Ti片上形成了Fe掺杂TiO2薄膜。利用X射线衍射仪,扫描电子显微镜,紫外-可见光谱仪等多种手段对薄膜的结构及光吸收性能进行了研究。结果表明,在Ti片表面形成了结构较为疏松的锐钛矿相Fe掺杂TiO2薄膜;与未掺杂的TiO2薄膜相比,不同Fe粉含量生成的Fe掺杂TiO2薄膜的紫外-可见光吸收边均发生明显红移,禁带宽度均有所减小;掺Fe量为3%时,TiO2薄膜的禁带宽度减小至3.04eV。     

TiO2纳米薄膜和TiO2／ZnFe2O4纳米复合薄膜的光学性能研究

用磁控溅射方法制备了ＴｉＯ２ 纳米薄膜和ＴｉＯ２／ＺｎＦｅ２Ｏ４ 纳米复合薄膜,研究了不同温度热处理和不同含量纳米铁酸锌对纳米ＴｉＯ２ 薄膜光学性能的影响。研究结果表明：用磁控溅射方法制备的纳米薄膜的厚度和晶粒尺寸均匀,并且随着热处理温度的升高而增大,掺杂纳米ＺｎＦｅ２ Ｏ４后ＴｉＯ２ 纳米薄膜的晶粒尺寸略有减小。ＸＲＤ 研究发现ＴｉＯ２／ＺｎＦｅ２Ｏ４ 纳米复合薄膜由非晶相向锐态矿相转变的温度高于纳米ＴｉＯ２ 薄膜。ＴｉＯ２ 纳米薄膜和ＴｉＯ２／ＺｎＦｅ２ Ｏ４ 纳米复合薄膜的光吸收边都随着晶粒尺寸的降低而发生蓝移,在相同热处理条件下,掺杂纳米ＺｎＦｅ２ Ｏ４ 后,纳米ＴｉＯ２薄膜的光吸收边发生了较大范围的红移,红移量随着掺杂量的增加而增大。通过热处理和掺杂纳米ＺｎＦｅ２Ｏ４ 可以实现对纳米ＴｉＯ２ 薄膜光吸收边大范围的调制。     

退火温度对磁控溅射Ti02薄膜结构及性能的影响

采用对向靶磁控溅射法在FTO导电玻璃基底上制备了Ti02薄膜,分别在450℃、500℃和550℃条件下对Ti02薄膜进行退火处理;利用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）测试手段分析了不同退火温度对TiO,薄膜晶体结构与表面形貌的影响以异丙醇（iso—propanol,IPA）为目标物,研究了所制备Ti02薄膜的光催化性能,并分析了该气相光催化反应机理．同时在氙灯照射下,测试了Ti02薄膜的光电流以分析其光电性能．结果表明：当退火温度由450℃升至550℃时,Ti02薄膜由纯锐钛矿结构转变为金红石与锐钛矿型混晶结构,其表面形貌则变化不大;Ti02薄膜光催化性能与光电性能均随退火温度的升高而提高,经550℃退火的Ti02薄膜可将IPA高效降解为丙酮和C02,其光电流可达0．7mA并保持稳定．     

生长条件对TiO_2薄膜结构及光学性能的影响

为了研究TiO2薄膜的生长机制及结构对其带隙的影响,采用激光脉冲沉积方法在超高真空下制备了TiO2薄膜.X射线衍射结果显示在不同温度和不同缓冲层上生长的TiO2薄膜以板钛矿结构为主,缓冲层对薄膜结构影响不大,高的生长温度提高了薄膜的结晶度.透射谱的结果表明,随着生长温度和生长气压的升高,TiO2的带隙逐渐增大,在生长ZnO做为缓冲层后,TiO2薄膜的结晶度降低,随ZnO结晶度的提高,TiO2对复合薄膜带隙的影响消失.     

基片温度对掺磷a-Si：H薄膜光电性能的影响

采用射频等离子增强化学气相沉积（RF-PECVD）方法制备磷掺杂氢化非晶硅（a-Si：H）薄膜。研究了不同基片温度对薄膜沉积速率、电阻率、折射率以及光学带隙等的影响。结果表明：a-Si：H薄膜的沉降速率随着基片温度的升高而增大;薄膜的电阻率随着基片温度的增加而迅速下降,并在250℃达到最低值;a-Si：H薄膜的折射率随着基片温度的增加而增大,但光学带隙随着基片温度的增加而减小。     

电子束蒸发制备的ZnS薄膜的物相结构和光学性能

用电子束蒸发法在不同衬底温度下制备了厚度为100nm左右的ZnS薄膜,利用X射线衍射(XRD)、紫外—可见光分光光度计(UV-vis Spectrophotometer)研究了ZnS薄膜的晶体结构、光学性能,分析了衬底温度对ZnS薄膜结构与光学特性的影响.结果表明:不同衬底温度下制备的ZnS薄膜均具有闪锌矿结构(111)面择优取向生长的特征;衬底温度为200℃时制备的ZnS薄膜的(111)晶面衍射峰最强,半高宽最小,晶粒最大;制备的ZnS薄膜对可见光有良好的透过性,由于量子尺寸效应,电子束蒸发制备的ZnS薄膜光学带隙大于ZnS粉末的带隙.