2. Experimental details
Amorphous TiO2 thinfilms (~45 nm) were prepared by pulsed laser
deposition at room temperature under an oxygen partial pressure of 0.04 Pa. A TiO2 ceramic target was ablated by a KrF excimer laser
(λ = 248 nm) with an energy fluence of 1 J cm−2
shot−1
and a frequency of 5 Hz. Alkaline-free glasses (Corning Eagle XG) were used as
substrates. Cu thin films (0–50 nm) were sputtered before or after
depositing TiO2 layers as a bottom or cap layers, respectively. The thickness of the Cu layer was estimated from the deposition rate and time. All
samples were annealed in a nitrogen atmosphere at different temperatures in a gold image furnace after deposition. The heating and cooling
rates were ~1 °C s−1
and ~0.5 °C s−1
, respectively. The crystallographic
structures of the samples were characterized by X-ray diffraction (XRD,
Bruker/D8 Discover with GADDS). A polarized optical microscope
(POM) was used to observe the crystallization process. The chemical composition of the sample surface was qualitatively measured
by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, Ulvac-Phi/Phi5000)
(Al Kα, hν = 1486.71 eV). The binding energy of the spectra was
calibrated by using the C 1 s core level peak from surface contamination. The depth profiles of Ti and Cu were investigated by Rutherford
backscattering spectrometry (RBS) using a 2.0 MeV 4
He beam. Optical
measurements were performed using a UV–VIS-NIR spectrophotometer (JASCO, V-670) with a specular reflectance attachment (5° incident
angle).
3. Results and discussion
Fig. 1compares XRD patterns of TiO2 thinfilms annealed at different
temperatures for 1 h. For annealing temperatures of 230 °C or more, the
TiO2
film with a Cu bottom layer (TiO2/Cu) has a diffraction peak around
25.3°, which we assign to the (101) peak of anatase TiO2 [12,13]. In contrast, the TiO2 thin film without a Cu bottom layer has no diffraction
peaks until an annealing temperature of 260 °C. These results suggest
that the Cu bottom layer reduces the crystallization temperature of
2 รายละเอียดการทดลอง
thinfilms TiO2 อสัณฐาน (~ 45 นาโนเมตร) มีจัดทำขึ้นโดยพัลเลเซอร์
สะสมที่อุณหภูมิห้องภายใต้ออกซิเจนความดันบางส่วนของ pa 0.04 เป้าหมายเซรามิกได้รับการระเหย TiO2 โดยเลเซอร์ KRF excimer
(λ = 248 นาโนเมตร) ที่มีอิทธิพลพลังงานของเจ ซม. 1-2
และยิง 1
ความถี่ 5 Hz แก้วด่างฟรี (Corning xg เป็นนกอินทรี) ถูกนำมาใช้เป็นสารตั้งต้น
ฟิล์มบางลูกบาศ์ก (0-50 นาโนเมตร) มีพ่นก่อนหรือหลังชั้น
ฝาก TiO2 เป็นด้านล่างหรือฝาครอบชั้นตามลำดับ ความหนาของชั้นลูกบาศ์กเป็นที่คาดจากอัตราการสะสมและเวลา
ตัวอย่างทั้งหมดถูกอบในบรรยากาศไนโตรเจนที่อุณหภูมิแตกต่างกันในภาพเตาทองหลังจากสะสม ความร้อนและการระบายความร้อนที่มีอัตรา
~ 1 ° cs-1
และ ~ 0.5 ° cs-1
ตามลําดับcrystallographic
โครงสร้างของกลุ่มตัวอย่างมีลักษณะ x-เรย์เลนส์ (XRD,
bruker/d8 พบกับ Gadds) กล้องจุลทรรศน์แสงโพลาไรซ์
(pom) ถูกใช้ในการสังเกตกระบวนการตกผลึก องค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างพื้นผิวได้รับการวัดเชิงคุณภาพโดย
x-ray เปคโทรส (XPS, ulvac-phi/phi5000)
(อัลkα, hν = 1,486.71 EV)พลังงานที่มีผลผูกพันของสเปกตรัมที่ถูกสอบเทียบ
โดยใช้จุดสูงสุดระดับค 1 s หลักจากการปนเปื้อนพื้นผิว โปรไฟล์ความลึกของลูกบาศ์ก Ti และถูกตรวจสอบโดย Rutherford
backscattering spectrometry (RBS) โดยใช้ 2.0 MeV 4 คาน
เขา ออปติคอล
วัดถูกดำเนินการโดยใช้ Spectrophotometer UV-Vis-NIR (jasco, v-670) กับสิ่งที่แนบมากระจกเงาสะท้อน (5 °เหตุการณ์ที่เกิดขึ้น
มุม).
3ผลและการอภิปราย
มะเดื่อ 1compares รูปแบบ XRD ของ thinfilms TiO2 อบที่อุณหภูมิที่แตกต่างกัน
เป็นเวลา 1 ชั่วโมง การเผาที่อุณหภูมิ 230 องศาเซลเซียสหรือมากกว่า
TiO2 ฟิล์มที่มีชั้นล่างลูกบาศ์ก (tio2/cu) มียอดการเลี้ยวเบนรอบ
25.3 °ซึ่งเรากำหนดให้ (101) จุดสูงสุดของแอนาเทส TiO2 [12,13 ] ในทางตรงกันข้ามฟิล์มบาง TiO2 โดยชั้นล่างไม่มีลูกบาศ์กเลนส์
ยอดเขาจนกว่าอุณหภูมิการหลอมจาก 260 องศาเซลเซียส ผลลัพธ์เหล่านี้ขอแนะนำ
ที่ชั้นล่างลูกบาศ์กช่วยลดอุณหภูมิการตกผลึกของ
การแปล กรุณารอสักครู่..
2. รายละเอียดทดลอง
TiO2 ไป thinfilms (~ 45 nm) ถูกเตรียม โดยเลเซอร์พัล
สะสมที่อุณหภูมิห้องภายใต้ความดันออกซิเจนบางส่วนของ 0.04 Pa. TiO2 เซรามิกเป้าหมายถูก ablated โดยเลเซอร์ไป KrF
(λ = 248 nm) กับ fluence มีพลังงานของ 1 J cm−2
shot−1
และความถี่ของแก้วสแตน 5 เฮิรตซ์ Alkaline ฟรี (คอร์นทำอินทรี XG) ที่เคยเป็น
พื้นผิว films บาง cu (0–50 nm) ถูก sputtered ก่อน หรือหลัง
ฝาก TiO2 ชั้นเป็นชั้นที่ด้านล่างหรือหมวก ตามลำดับ ความหนาของชั้นทองแดงได้ประมาณอัตราการสะสมและเวลา ทั้งหมด
ตัวอย่างถูก annealed ในบรรยากาศไนโตรเจนที่อุณหภูมิแตกต่างกันในเตารูปทองหลังจากสะสม เครื่องทำความร้อน และระบายความร้อน
ราคาถูก s−1 ~ 1 ° C
และ s−1 ~0.5 ° C
, ตามลำดับ ที่ crystallographic
โครงสร้างของตัวอย่างมีลักษณะการเลี้ยวเบนการเอ็กซ์เรย์ (XRD,
Bruker/D8 สัมผัสกับ GADDS) Microscope
(POM) แสงโพลาไรซ์ถูกใช้เพื่อสังเกตการตกผลึก เป็นวัดองค์ประกอบทางเคมีของพื้นผิวตัวอย่าง qualitatively
โดยเอกซเรย์ photoelectron ก (XPS, Ulvac-พีพี/Phi5000)
(Al Kα, hν = 1486.71 eV) พลังงานยึดเหนี่ยวของแรมสเป็คตราถูก
ปรับเทียบโดย C 1 s หลักระดับสูงจากพื้นผิวการปนเปื้อน Profiles ลึกของตี้และ Cu ถูกสอบสวน โดยรูเทอร์ฟอร์ด
backscattering spectrometry (RBS) ใช้ 2.0 MeV 4
เขาคาน แสง
วัดดำเนินการ UV–VIS NIR เครื่องทดสอบกรดด่าง (JASCO, V-670) ด้วยแนบ reflectance แสงสะท้อนแบบกระจก (เหตุการณ์ 5
มุม)
3 ผลลัพธ์และสนทนา
Fig. 1compares XRD รูปแบบของ thinfilms TiO2 annealed ที่แตกต่าง
อุณหภูมิสำหรับ 1 h สำหรับการอบเหนียวอุณหภูมิ 230 ° C หรือมากกว่า การ
TiO2
film กับชั้นล่าง Cu (TiO2 Cu) ได้สูงสุดการเลี้ยวเบนสถาน
25.3 ° ซึ่งเรากำหนดให้ (101) ยอด anatase TiO2 [12,13] ในทางตรงกันข้าม film บาง TiO2 โดยชั้นล่าง Cu มีการเลี้ยวเบนไม่
ยอดเขาจนถึงอุณหภูมิการหลอม 260 องศาเซลเซียส ผลลัพธ์เหล่านี้แนะนำ
ที่ชั้นล่าง Cu ช่วยลดอุณหภูมิการตกผลึก
การแปล กรุณารอสักครู่..