TiO2薄膜制备与性能

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1、目录中文摘要1英文摘要21绪论32国内外研究文献综述52.1TiO2的结构52.2TiO2薄膜亲水性原理52.3相关参数对TiO2薄膜结构及其性能的影响62.3.1晶粒尺寸62.3.2结晶度和晶格缺陷62.3.3表面积和表面预处理62.3.4表面羟基62.3.5薄膜厚度73实验部分83.1实验系统介绍83.2衬底的选择及清洗93.3直流磁控溅射制备TiO2薄膜的实验步骤93.4亲水性测试94实验结果及参数讨论104.1氧流量对TiO2薄膜的工作曲线的影响104.2溅射功率的选择及其对薄膜的性能影响114.3总气压对薄膜性能的影响134.4氧氩比对薄膜亲水性的影响134

2、.5基片温度对薄膜性能的影响144.6热处理对薄膜性能的影响16结论18谢辞19参考文献2021直流磁控溅射法制备TiO2薄膜摘要：本文利用直流磁控溅射法在不同条件下制备玻璃基TiO2薄膜样品，并检测了薄膜的超亲水性。研究了沉积条件例如溅射总气压，氧气和氩气的相对分压，溅射功率，基片温度和后续热处理对TiO2薄膜最佳性能的影响。实验结果显示：在较低温度下沉积的TiO2薄膜是无定型且亲水性较差。相反，在4000C到5000C范围内退火过后，薄膜表面呈现超亲水性能。本文在实验中获得的最佳制备条件为：溅射功率为94W，溅射气压在2.0Pa，氧氩比是2:30，基片温度为400

3、0C，最后在空气气氛中退火，温度为4500C。关键词：直流磁控溅射；TiO2薄膜；超亲水性；退火温度21PreparingTiO2FilmsbyDCReactiveMagnetronSputteringAbstract:InthispaperTiO2filmsaredepositedontheglasssubstratesbyDCreactivemagnetronsputteringatdifferentconditions.Superhydrop-hilicityofTiO2thinfilmhasbeenexamined.Theinfluencesofthedepo

4、sitionsuchasthetotalsputteringgaspressure，theirrelativeoxygenandargonpartialpressure,sputteringpower,substratetemper-atrueandpost-annealingtemperatureontheoptimumperformanceoftheTiO2thinfilmarestudied.TheresultsshowedthattheTiO2thinfilmsputteredatlowtemperatureisamporphousandhasaratherp

5、oorhydrophilicity.Incontrast,annealedatatemperatureran-gingfrom4000Cto5000C,superhydrophilicityoftheanataseph-asedTiO2filmcanbeobserved.Thebestconditionsobtainedarethatsputteringpoweris94W,sputteringpressureis2.0Pa,oxygenargonratiois2:30,substratetemperatureis4000Candannealingtemperatur

6、einairatmosphereis4500C.keywords:reactivemagnetronsputtering;TiO2thinfilm;superhydrophilicity;annealingtemperature211绪论TiO2有独特的光学、电学及化学性质，已广泛用于电子、光学和医学等方面。例如，作为氧传感器用于湿敏、压敏元件及汽车尾气传感器；作为光催化剂,可实现有机物的光催化降解,具有杀菌、消毒和处理污水等作用；利用其亲水亲油的“双亲”特性,可使镀有TiO2薄膜的物体具有自清洁作用，从而达到防污、防雾、易洗、易干等目的；而金红石相TiO2薄膜是很好

7、的人工心脏瓣膜材料。对于TiO2的研究主要集中在制备、结构、性能和应用等方面。在TiO2性能方面的研究，尤以对其光催化性能的研究最为丰富。由于TiO2具有高活性、安全无毒、化学性质稳定(耐化学及光腐蚀)、难溶、成本低等优点，因此被公认为是环境治理领域中最具开发前途的环保型光催化材料。TiO2作为光催化剂最初采用的是悬浮相，但这种悬浮相的光催化剂存在难搅拌、易失活、易团聚和回收困难等缺点，严重地限制了它的应用和发展。制备负载型光催化剂是解决这一问题的有效办法,TiO2的薄膜型光催化剂已引起人们的极大兴趣。1972年Fujishima和Honda在Nat