微波退火对原子层沉积TiO2薄膜性能的影响

摘要

采用原子层沉积(ALD)技术,以四氯化钛和水为前驱体,在钠钙玻璃衬底上沉积TiO2薄膜,并进行微波退火处理。通过拉曼光谱、紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)等,对不同微波退火温度下TiO2薄膜的表面形貌、物相结构和光学性能进行了表征。结果表明,所制备的样品为锐钛矿型TiO2薄膜,微波退火温度达到500℃时晶粒尺寸最大,为21.71 nm。其拉曼光谱的144 cm-1峰位没有发生偏移,但强度略有变化。随着微波退火温度的升高,TiO2薄膜的透过率先下降后升高,折射率和消光系数则先增加后下降。拟合得到的TiO2薄膜的禁带宽度从3.43 eV降到3.17 eV。通过AFM观察到微波退火促进了原子重新排列,改善了表面粗糙度,形成了均匀的锐钛矿型TiO2薄膜。