Lớp phủ TiO2 cho phim SnO2:F được sản xuất bằng phương pháp bay hơi bắn catốt lọc để cải thiện khả năng chống lại sự tiếp xúc với gốc H+

Journal of Electronic Materials - 2012
M. M. Ristova1, A. Gligorova1, I. Nasov1,2, D. Gracin3, M. Milun4, H. Kostadinova-Boskova2, R. Popeski-Dimovski1
1Physics Department, Faculty of Natural Sciences and Mathematics, Skopje, R. Macedonia
2Center for Plasma Technologies, PLASMA Ltd., Skopje, R. Macedonia
3Institute Rudjer Boskovic, Zagreb, Croatia
4Institute of Physics, University in Zagreb, Zagreb, Croatia

Tóm tắt

Lớp mỏng titanium dioxide đã được lắng đọng bằng phương pháp bay hơi bắn catốt lọc (FCAE) từ một mảnh Ti trong môi trường ôxy lên (a) các nền oxit thiếc được doping fluorine SnO2:F (FTO) và (b) các slide kính soi. Tốc độ tăng trưởng được tính từ các phép đo độ dày phim khoảng 0,8 nm/s. Các lớp phim có độ trong suốt cao đối với ánh sáng nhìn thấy. Phân tích quang phổ phát xạ electron tia X về sự dịch chuyển năng lượng liên kết electron Ti 2p xác nhận sự hiện diện của hợp chất TiO2 theo tỷ lệ stoichiometric. Kết quả về độ nhám bề mặt trung bình căn (RMS) của các phim lắng đọng trên nền FTO được đánh giá bằng kính hiển vi lực nguyên tử cho thấy bề mặt phim có cấu trúc nano. Khi tiếp xúc với plasma hydro, các lớp phim TiO2 cho thấy những thay đổi không đáng kể trong quang phổ quang học. Điện trở ban đầu của lớp SnO2:F là 14 Ω/sq. Việc lắng đọng lớp TiO2 trên cùng (dày 45 nm) trên điện cực FTO dẫn đến sự gia tăng điện trở là 2 Ω/sq. Ngoài ra, điện trở của điện cực oxit dẫn điện trong suốt hai lớp FTO/TiO2 tăng 1 Ω/sq do sự tiếp xúc với plasma H+. Bất chấp độ dẫn điện thấp của lớp phim TiO2, một lớp bảo vệ mỏng có thể được phủ lên phim FTO (giả thuyết dày 15 nm) do tính trong suốt cao của chúng, cung cấp khả năng kháng cao với điều kiện plasma H+ khắc nghiệt. Trong bài báo này, chúng tôi cho thấy rằng lớp phủ TiO2 dày khoảng 50 nm trên các phim FTO cung cấp bảo vệ đầy đủ chống lại sự suy giảm độ trong suốt và độ dẫn điện do tiếp xúc với các gốc hydro.

Từ khóa

#TiO2 #SnO2:F #bay hơi bắn catốt lọc #plasma hydro #oxit dẫn điện trong suốt

Tài liệu tham khảo

B. O’Regan and M. Grätzel, Nature 353, 737–740 (1991).

A. Fujishima and K. Honda, Nature 238, 37 (1972).

M.R. Hoffmann, S.T. Martin, W. Choi, and D.W. Bahnemann, Chem. Rev. 95, 69 (1995).

C. Martinet, V. Pillard, A. Gagnaire, and J. Joseph, Non-Cryst. Solids 216, 77 (1997).

D. Manno, G. Ricoci, R. Rella, A. Serra, A. Taurino, and A. Tepore, J. Appl. Phys. 82, 54 (1997).

C.G. Granqvist, Materials Science for Solar Energy Conversion Systems (Oxford: Pergamon, 1991).

M. Kambe, M. Fukawa, N. Taneda, and K. Sato, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 90, 3014 (2006).

H. Natsuhara, T. Ohashi, S. Ogawa, N. Yoshida, T. Itoh, S. Nonomura, M. Fukawa, and K. Sato, Thin Solid Films 430, 253 (2003).

H. Natsuhara, K. Matsumoto, N. Yoshida, T. Itoh, S. Nonomura, M. Fukawa, and K. Sato, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 9, 2867 (2006).

K. Sato, Y. Gotoh, Y. Hayashi, K. Adachi, and H. Nishimura, Reports Res. Lab. Asahi Glass Co. Ltd. 40, 233 (1990).

A. Buzas, L. Egerhazi, and Zs. Geretovszky, J. Phys. D Appl. Phys. 4, 085205 (2008).

P.J. Martin, R.T. Netterfield, and T.J. Kinder, Thin Solid Films 193, 77 (1990).

S. Deki, Y. Aoi, O. Hiroi, and A. Kajinami, Chem. Lett. 6, 433 (1996).

Z. Zhao, B.K. Tay, and G. Yu, Appl. Opt. 4, 1281 (2004).

XPS, Handbook of Elements and Native Oxides (XPS International Inc., Mountain View, 1999).

G.E. Muilenberg, eds., Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy (Boston: PerkinElmer Corporation, 1979).

IEM Databases and Datasets, Russian Foundation of Basic Research, http://database.iem.ac.ru/mincryst/mixipol.php?brook.it1+2. Accessed 21 August 2012.

S.R. Yoganarasimhan and C.N.R. Rao, Anal. Chem. 33, 155 (1960).

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Electronic Materials

Thông tin tác giả