KrF脉冲激光退火制备锐钛矿TiO2薄膜

J4 ›› 2015, Vol. 32 ›› Issue (6): 673-677.

KrF脉冲激光退火制备锐钛矿TiO2薄膜

张自锋张志威洪荣墩陈厦平吴正云

厦门大学物理系，福建厦门 361005

收稿日期:2015-04-10 修回日期:2015-05-09 出版日期:2015-11-28 发布日期:2015-11-05
通讯作者: 吴正云 (1957-)福建人, 博士生导师, 主要从事低维纳米半导体材料及器件的研制和光电性质的研究. E-mail:zhywu@xmu.edu.cn
作者简介:张自锋 (1986-) 安徽人, 博士生, 主要从事宽禁带半导体和光电器件的研究. E-mail: chuzhouxiadahao@163.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61176049 & 61307047)

Fabrication of anatase TiO2 by KrF pulse laser annealing

ZHANG Zi-feng, ZHANG Zhi-wei, HONG Rong-dun, CHEN Xia-ping, WU Zheng-yun*

Department of Physics, Xiamen University, Xiamen 361005, China

Received:2015-04-10 Revised:2015-05-09 Published:2015-11-28 Online:2015-11-05

摘要/Abstract

摘要：

在常温下，用射频磁控溅射在石英衬底上沉积厚度约为200 nm 的TiO2薄膜，然后使用波长为248 nm 的KrF脉冲激光器，在不同功率密度下对薄膜样品进行辐照退火处理，并采用X射线衍射（XRD)、拉曼(Raman)、X射线电子能谱（XPS）、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率扫描隧道显微镜（HRTEM）以及选择区域电子衍射（SAED）、紫外可见分光光度计等方法分析不同激光功率密度退火对TiO2薄膜的结构、表面形貌和透射率等性能的影响。结果表明当激光功率密度为0.5 J/cm2时，可获得高质量的锐钛矿TiO2薄膜，当继续增大光功率密度时，TiO2薄膜变为(1 1 0)取向的金红石相，其薄膜表面粗糙度也相应增大。

关键词: KrF, 脉冲激光, 半导体, TiO2, 光学特性

Abstract:

TiO2 thin films of ~200 nm were prepared by RF magnetron sputtering on quartz substrates at room temperature, and then annealed by a KrF pulse laser with wavelength 248 nm under different power densities in the air. The effect of laser power density on the characteristics of films was systematically analyzed using X-ray diffractometry (XRD), Raman spectral, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), atom force microscopy (AFM), High resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and selected area electron diffraction (SAED) and UV-vis spectrophotometer. The results showed that high-quality anatase TiO2 films can be obtained when the power density was 0.5 J/cm2. By increasing the power density continually, TiO2 showed the predominant orientation with rutile phase along (1 1 0) reflection, with the roughness of the films increasing.

Key words: KrF, pulse laser, semiconductor, TiO2, optical property

中图分类号:

TB303

张自锋张志威洪荣墩陈厦平吴正云. KrF脉冲激光退火制备锐钛矿TiO2薄膜[J]. J4, 2015, 32(6): 673-677.

ZHANG Zi-feng, ZHANG Zhi-wei, HONG Rong-dun, CHEN Xia-ping, WU Zheng-yun. Fabrication of anatase TiO2 by KrF pulse laser annealing[J]. J4, 2015, 32(6): 673-677.

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