温度导致的TiO_2薄膜结构与性能的转变

该文基于溶胶凝胶法在衬底上制备了经不同退火温度处理的氧化钛薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis),对样品形貌、结晶和光学特性进行了表征分析。结果表明,当退火温度在200～800℃范围变化时,氧化钛薄膜由非晶态到74. 7%S相和25. 3%锐钛矿的混合态,到纯锐钛矿相,再到11. 2%锐钛矿和88. 8%金红石的混合晶态依次发生变化。随着退火温度的升高,薄膜的晶粒尺寸逐渐增加,在紫外可见光波段的透过率下降、光学带隙升高,且量子尺寸效应导致薄膜的透过率峰值发生蓝移,量子效率随退火温度的升高而增加。结果表明,具有锐钛矿、金红石混晶效应的混晶氧化钛薄膜比具有S相、锐钛矿的混合态氧化钛薄膜以及锐钛矿或者金红石单一晶相的氧化钛薄膜的光吸收性能强。该文揭示了退火温度对溶胶凝胶法制备氧化钛薄膜结构及性能的影响,所制备的氧化钛薄膜为混合晶态,具有良好的光催化应用前景。

Transfer of the structures and properties of TiO_2 thin films at different temperatures