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不同氩气流量下溅射所得TiOx薄膜的结构和光学性能

2014-08-06刘春伟黄美东唐晓红吕长东

天津师范大学学报(自然科学版) 2014年2期

刘春伟,黄美东,杜 姗,唐晓红,吕长东

(天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387)

近年来,Gratzel研究组在TiOx薄膜的基础上发展了染料敏化太阳能电池(DSSC),使其光电转换效率超过10%,并具有良好的稳定性[1].由于具有颜料特性及较高的催化活性和光稳定性,TiOx可用于制作电介质材料、光催化薄膜、减反射涂层、氧传感器和湿度传感器等,实现有机物降解、自清洁以及太阳能转换等功能[2].采用镀膜工艺将TiOx粉体负载于一些固体材料(如玻璃、陶瓷和铝材等)的表面则可以得到分散性较好的TiOx薄膜,从而克服超细TiOx粉末易团聚、难分离等缺点[3].而负载于基底上的TiOx薄膜的厚度、均匀度和晶型等工艺参数均是影响薄膜性能的主要因素,所以TiOx薄膜制备工艺已成为研究的热点之一,且有些成果已得到较为广泛的应用[4-8].

TiOx薄膜的制备方法主要有物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和溶液镀膜等.目前制备TiOx薄膜的PVD方法中,反应磁控溅射法工艺较为稳定、易于控制、制备的薄膜质量较好[3].由于工艺参数对薄膜材料结构和性能具有较为明显的影响,本研究采用磁控溅射法在不同氩气流量条件下制备TiOx薄膜,并对薄膜的结构和性能进行测试和分析,从而重点讨论氩气流量对TiOx薄膜的影响.

1 实验方法

实验采用RF反应磁控溅射法在FJL560CI2型超高真空磁控溅射系统上制备TiOx薄膜.溅射靶材采用纯度99.99%、直径50.9 mm、厚度3 mm的二氧化钛靶,基底采用长3 cm、宽1 cm的K9双面抛光光学玻璃片.实验前,依次用无水乙醇溶……

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