TiO2薄膜的相变与光学性能

摘要

采用射频磁控溅射法在单晶硅片和石英玻璃片上沉积TiO_2薄膜。通过X射线衍射、原子力显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见光谱和荧光发射光谱对薄膜的结构、相组成和表面形貌进行了表征。研究了退火温度对薄膜相结构、表面化学组成、形貌及光学性能的影响。结果表明:沉积的TiO_2薄膜为无定形结构,经400℃以上退火后的薄膜出现锐钛矿相,600℃以上退火后的薄膜开始出现金红石相,1 000℃以上退火的薄膜完全转变为金红石相。随着退火温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,仅在950～1000℃时出现减小,1000℃退火的薄膜组成为TiO_x。随着退火温度的升高,薄膜的透射率下降,折射率和消光系数有所增加。