- Tytuł:
-
Crystal Structure And Optical Properties Of TiO2 Thin Films Prepared By Reactive RF Magnetron Sputtering
Charakterystyka cienkich warstw TiO2 otrzymanych metodą reaktywnego rozpylania magnetronowego RF - Autorzy:
-
Goto, S.
Adachi, Y.
Matsuda, K.
Nose, M. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/352029.pdf
- Data publikacji:
- 2015
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
TiO2
rutile
anatase
sputtering
XRD
rutyl
anataz
rozpylanie
dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego - Opis:
-
In sputtering deposition process of TiO2, metal Ti or sintered TiO2 target is used as deposition source. In this study, we have compared the characteristic of target materials. When TiO2 target was used, stoichiometric TiO2 films was deposited under the Ar atmosphere containing 1.0% of oxygen. The highest sputtering rate under this atmosphere was 3.9nm/min at 3.4W/cm2. But, sintered TiO2 target is fragile and cannot endure higher density of input power than 3.4W/cm2. On the other hand, Ti target needs higher oxygen concentration (8%) in sputtering gas atmosphere for obtaining rutile/anatase. Even though Ti target can be input twice power density of 7.9W/cm2, the highest deposition rate for Ti target was 1.4/nm, which was ~35% of the highest rate for TiO2 target. Then we have study out the composite target consisting of Ti plate and TiO2 chips. Using the composite target, stoichiometric TiO2 films were prepared in the rate of 9.6nm/min at 6.8 W/cm2 under the atmosphere of Ar/2.5%O2. Furthermore, we have found that the TiO2 films obtained from the composite target consisted of about 100% anatase, whereas TiO2 films obtained from other target have rutile dominant structure. The optical band gap energy of the film is determined by using the Tauc plot. The calculated band gap energies for the films deposited by Ti target and composite target were 2.95 and 3.24eV, which are equivalent to that of rutile and anatase structure, respectively.
W procesie nanoszenia TiO2 metodą rozpylania, jako tarczy używano metalicznego Ti lub spiekanego TiO2. W pracy dokonano porównania obu materiałów. W przypadku zastosowania jako tarczy TiO2 przy nanoszeniu w atmosferze Ar zawierającym 1,0% tlenu otrzymano stechiometryczną warstwę TiO2. Największa uzyskana szybkość rozpylania w tej atmosferze wyniosła 3,9 nm/min przy gęstości mocy wejściowej 3,4 W/cm2. Jednak spiekany TiO2 jest kruchy i nie wytrzymuje gęstości mocy wejściowej powyżej 3,4 W/cm2. Z drugiej strony, przy rozpylaniu z tarczy Ti konieczne jest zwiększone stężenie tlenu (8%) w atmosferze aby otrzymać fazę rutyl/anataz. Mimo że tarcza Ti wytrzymuje gęstość mocy dwa razy wyższą niż TiO2 (7,9 W/cm2), największa uzyskana szybkość rozpylania wynosiła 1,4 nm/min, co stanowi ~35% najwyższej szybkości uzyskanej dla tarczy TiO2. Zbadano także tarczę kompozytową składające się z płyty Ti oraz wiórów TiO2. W przypadku zastosowania tarczy kompozytowej, szybkość rozpylania wyniosła 9,6 nm/min przy mocy 6,8 W/cm2 w atmosferze Ar/2,5%O2. Dodatkowo, warstwy TiO2 otrzymane z tarczy kompozytowej zawierały około 100% anatazu, podczas gdy w przypadku warstw otrzymanych z pozostałych tarcz dominowała faza rutylu. Szerokość przerwy energetycznej wyznaczono na podstawie wykresu Tauca. Obliczone wartości przerwy energetycznej wynosiły 2,95 eV dla podłoża Ti i 3,24 eV dla podłoża kompozytowego, co odpowiada wartością przerw odpowiednio dla rutylu i anatazu. - Źródło:
-
Archives of Metallurgy and Materials; 2015, 60, 2A; 965-967
1733-3490 - Pojawia się w:
- Archives of Metallurgy and Materials
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł