Porosity evaluation of TiO2 thin films deposited using pulsed DC-magnetron sputtering
Author | Affiliation | |
---|---|---|
Čyvienė, Jurgita | ||
Date | Volume | Issue | Start Page | End Page |
---|---|---|---|---|
2009 | 15 | 2 | 103 | 107 |
URI | Access Rights |
---|---|
OJS | Viso teksto dokumentas (atviroji prieiga) / Full Text Document (Open Access) |
https://hdl.handle.net/20.500.12259/264899 |
Šiame darbe buvo nagrinėjamas titano oksido (TiO2) sluoksnių sintezės procesas, naudojant fizikinį nusodinimo metodą t.y. impulsinį dc-magnetroninį nusodinimą. Ploni TiO2 sluoksniai dėl savo fizikinių savybių gali būti naudojami kaip vandenilio atskyrimo iš įvairių dujų mišinių membranos. Ploni TiO2 sluoksniai (1µm – 4 µm) buvo formuojami ant porėto lydinio Hastelloy-X padėklų. Šiame darbe buvo nagrinėjamos TiO2 nusodinimo greičio priklausomybės nuo parcialinio deguonies slėgio ir priešįtampio (0V –150V), kai atstumas katodas-bandinys ir galia pastovūs. Sudarytų sluoksnių fazinė sudėtis, kristalitų dydžiai bei mikroįtempiai buvo nustatomi naudojantis XRD analizės metodu. Paviršiaus bei bandinių pjūvių mikrostruktūros tyrimui buvo naudojamas SEM analizės metodas. Sudarytų sluoksnių lūžio ir sugerties rodikliai buvo matuojami lazeriniu elipsometru „Gaertner L117“ (l = 632,8 nm). Buvo nustatyta, kad padidinus O2 parcialinį slėgį kameroje nuo 1,3 Pa iki 6,0 Pa nusodinimo greitis sumažėja ~15 %. Suteikus padėklui priešįtampį (–150 V) nusodinimo greitis sumažėja ~5 %, tačiau danga tampa tankesnė, apie 30% sumažėja sluoksnio porėtumas. Suteikus padėklui –150V priešįtampį gaunama rutilo – TiO2 fazė.
Titanium oxide (TiO2) thin films (1 mu m - 4 mu m thickness) were deposited on porous Hastelloy-X substrates using pulse dc-magnetron sputtering. The optimal discharge power (400 W), distance between magnetron Ti cathode and substrate (3 cm) were estimated experimentally. When the discharge power, distance between magnetron and substrate was kept constant (optimal), other technological parameters such as bias voltage and oxygen partial pressure were changed to produce higher density films. The optical, structural properties, densification process and porosity of titanium oxide (TiO2) thin films were investigated. The crystal phase, crystallite size and micro stresses of formed TiO2 thin films were estimated from XRD measurements. The surface microstructure and the cross section were investigated with SEM. The optical properties were analyzed with ellipsometer (632.8 nm) and the porosity was estimated from the varied values of refractive index. The results show that refractive index changes slightly (from 2.84 to 2.75) with increase of the oxygen partial pressure from 1.3 Pa to 5.9 Pa and formed TiO2 thin films start to be denser. The growth rate of thin films decreases nearly 15% with adding the bias voltage to the substrate during the deposition. The refractive index changes from 2.80 to 2.51 with increase of bias voltage from 0 V to - 150 V, and the deposited thin films start to be denser, also. Experimental results showed that formation of pure titanium oxide thin films were observed in all experimental cases. Only crystallite sizes and orientation were changed.
Journal | IF | AIF | AIF (min) | AIF (max) | Cat | AV | Year | Quartile |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Materials Science-Medziagotyra | 0.299 | 2.483 | 2.483 | 2.483 | 1 | 0.12 | 2009 | Q4 |
Journal | IF | AIF | AIF (min) | AIF (max) | Cat | AV | Year | Quartile |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Materials Science-Medziagotyra | 0.299 | 2.483 | 2.483 | 2.483 | 1 | 0.12 | 2009 | Q4 |