反应磁控溅射法高速低温沉积锐钛矿相TiO<sub>2</sub>薄膜的结构与光学性能

金属学报

2010, Vol. 46

Issue (1): 13-18

论文

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反应磁控溅射法高速低温沉积锐钛矿相TiO₂薄膜的结构与光学性能

李铸国; 三宅正司

1上海交通大学材料科学与工程学院; 上海市激光制造与材料改性重点实验室; 上海 2002402 2 近畿大学; 大阪 5778502; 日本

STRUCTURE AND OPTICAL PROPERTIES OF HIGH-RATE LOW-TEMPERATURE GROWN TiO₂ THIN FILMS BY REACTIVE MAGNETRON SPUTTERING

LI Zhuguo; MIYAKE Shoji

1 Shanghai Key Laboratory of Materials Laser Processing and Modification; School of Materials Science and Engineering; Shanghai Jiao Tong University; Shanghai 200240 2 Kinki University; Osaka 5778502; Japan

引用本文:

李铸国三宅正司. 反应磁控溅射法高速低温沉积锐钛矿相TiO₂薄膜的结构与光学性能[J]. 金属学报, 2010, 46(1): 13-18.
LI Zhuguo MIYAKE Shoji. STRUCTURE AND OPTICAL PROPERTIES OF HIGH-RATE LOW-TEMPERATURE GROWN TiO₂ THIN FILMS BY REACTIVE MAGNETRON SPUTTERING[J]. Acta Metall Sin, 2010, 46(1): 13-18.

全文: PDF(1202 KB)

摘要:

采用诱导型耦合等离子体辅助直流磁控溅射法在石英玻璃片上反应沉积TiO₂薄膜, 通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见光谱(UV-Vis)对薄膜特性进行表征. 结果表明, 叠加诱导型耦合等离子体和局部富氧增加了等离子体的反应活性, 在金属溅射模式和低于 200 ℃的沉积条件下, 制备了高质量的锐钛矿相TiO₂薄膜; 该薄膜在550 nm处的折射率和消光系数分别为2.51 和7.8×10^-4.

关键词 ： TiO₂薄膜, 磁控溅射, 金属溅射模式, 低温沉积, 折射率

Abstract：

TiO₂ thin films have been deposited on unheated glass substrates by an inductively coupled plasma (ICP) assisted direct current (dc) reactive magnetron sputtering. XRD, TEM and UV-Vis spectrophotometer have been used to characterize the films. It is shown that the addition of an ICP and the change of gas input strongly affect film growth and structure. High quality anatase phase TiO₂ film has been prepared at the metallic mode of sputtering and at low deposition temperature by using the ICP assisted dc reactive magnetron sputtering and creating a gradient of oxygen favoring the oxidation of the growing film. This film is quite transparent in the visible region, and its refractive index n and the extinction coefficient K at 550 nm are 2.51 and 7.8×10^-4, respectively.

Key words： TiO₂ thin film magnetron sputtering metallic sputtering mode low-temperature deposition refractive index

收稿日期: 2009-07-14

ZTFLH:

TQ034

基金资助:

国家自然科学基金资助项目50572063

作者简介: 李铸国, 男, 1972年生, 副教授, 博士

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