纳米TiO2薄膜的脉冲激光沉积及其光学特性

摘要

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在硅基片上生长了二氧化钛纳米晶氧化物薄膜,系统讨论了基片温度、氧分压等冈素对薄膜结构特性的影响.X射线衍射结果表明在氧气氛下,生长的薄膜为锐钛矿结构,其结晶性随着基片温度的升高而增强,在750℃、5Pa氧压的情况下为完全c轴取向的锐钛矿相TiO2薄膜,在750℃、5Pa氩气氛下则为(110)取向的金红石相薄膜.场发射扫描电子显微镜结果表明薄膜表面致密,呈纳米晶结构,其晶粒尺寸在35nm左右.用傅立叶红外光谱和拉曼光谱对不同条件下制备的TiO2薄膜进行了表征,紫外-可见透射光谱的测试结果表明,薄膜在可见光区具有良好的透过率,计算得到制备的锐钛矿和金红石相TiO2薄膜在550nm处的折射率分别为2.3和2.5,其光学带隙分别为3.2和3.0eV.因此通过沉积条件的改变可得到结晶性能和光学性能都不同的TiO2薄膜.