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(shù)，并且在可見光和近紅外都有很高的光學(xué)透過率，是一種理想的光學(xué)材料。結(jié)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(xué)薄膜材料。銳鈦礦相TiO2薄膜是一種重要的半導(dǎo)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(shù)、光通信和光顯示等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 TiO2薄膜的制備方法包括物理氣相沉積（PVD）和化學(xué)氣相沉積

2、（CVD）兩大類。離子束濺射方法鍍制是目前國內(nèi)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(xué)性能和結(jié)構(gòu)性能良好的薄膜。本文采用離子束濺射技術(shù)鍍制TiO2薄膜，并找出最佳工藝參數(shù)。 使用橢圓偏振光譜儀分析薄膜的光學(xué)性能。在551．34nm波長處薄膜的消光系數(shù)在10-3數(shù)量級(jí)上，折射率在2．4～2．5之間，在1060．98nm處消光系數(shù)在10-5數(shù)量級(jí)上，折射率在2．28～2．35之間。使用X射線衍射儀分析結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)

3、本實(shí)驗(yàn)方法所沉積的薄膜在未退火情況下為非晶態(tài)，經(jīng)過不同溫度退火，具有不同結(jié)晶形式，并且增加氧分壓出現(xiàn)（101）面的擇優(yōu)取向，壓強(qiáng)的增加使1100℃退火下薄膜出現(xiàn)（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(xiàn)表面粗糙度RMS=1～25nm之間，退火溫度和靶基距對(duì)表面形貌影響顯著。使用XPS對(duì)TiO2薄膜進(jìn)行成分分析，得到當(dāng)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(xiàn)基