原子层沉积与磁控溅射法制备TiO2薄膜性能对比研究

摘要

分别采用原子层沉积(ALD)和磁控溅射法(MS)在Si和石英衬底上制备TiO_2薄膜,并进行退火处理。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和紫外分光光度计对这两种方法制备薄膜的晶型结构、表面形貌和光学特性进行分析对比。结果显示,对于沉积态TiO_2薄膜,ALD-TiO_2和MS-TiO_2未能检测到TiO_2衍射峰。ALD-TiO_2为颗粒膜,其表面粗糙,颗粒尺寸大;MS-TiO_2薄膜表面平整。经退火后,两种方法制备的TiO_2薄膜能检测到锐钛矿A(101)衍射峰,但结晶质量不高。受薄膜表面形貌和晶型结构等因素影响,退火前后ALD-TiO_2透过率与MS-TiO_2透过率变化不一致。对于沉积态和退火态薄膜的禁带宽度,ALD-TiO_2分别为3.8e V和3.7 e V,吸收边带发生红移,MS-TiO_2分别为3.74 e V和3.84 e V,吸收边带发生蓝移。