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磁控溅射二氧化钛薄膜制备及其光学特性研究

徐宇鹏  
【摘要】:二氧化钛是一种重要的无机功能材料,由于具有着较高折射率和抗磨损性,对光的吸收、反射、干涉、衍射和色散等,制备成本低、无毒等特点,使其在光学薄膜的制备中得到广泛的应用,由于二氧化钛的禁带宽度较宽和相对坚固性,人们喜欢把这种材料用于可见光或近红外线区域。 本论文以纯钛为靶材,普通玻璃为基体,氩气和氧气为工作气体,采用射频磁控溅射法制备二氧化钛薄膜,并采用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见光光度计(UV-is)、光致发光光谱仪(PL)对所制备的薄膜进行了结构与光学性质的表征。研究结果表明:制备条件的变化均会导致薄膜晶体结构与光学性质发生改变;所制得二氧化钛薄膜均为锐钛矿相,择优取向为(101)、(200)晶面,透过率均在75%以上,并且二氧化钛薄膜的结晶性随溅射压强、氩气流量、溅射功率、以及负片压的增大均为先增强后减弱,紫外吸收边先蓝移后红移,禁带宽度先变窄后变宽。靶基距与溅射时间的增加导致薄膜结晶性变强,紫外吸收边蓝移,禁带宽度变宽,对不同制备条件的薄膜进行了光致发光测试,比较不同气体组分,不同溅射功率薄膜对光致发光激发光波长及激发光强度的影响。


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