Wpływ wysokotemperaturowego wygrzewania na właściwości cienkich warstw TiO₂ wytworzonych metodą rozpylania magnetronowego

• Autorzy: Mazur M. , Wojcieszak D. , Obstarczyk A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2018.7.3

Warianty tytułu

EN

Influence of the high-temperature annealing on the properties of TiO₂ thin film coatings deposited by magnetron sputtering method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badania wpływu wygrzewania wysokotemperaturowego cienkich warstw TiO₂ na ich właściwości strukturalne, optyczne oraz trybologiczne. Cienkie warstwy TiO₂ zostały wytworzone w ciągłym oraz sekwencyjnym procesie rozpylania magnetronowego. Wygrzewanie wysokotemperaturowe miało znaczący wpływ na zmianę struktury cienkich warstw z fazy anatazu na mieszaninę anatazu i rutylu. Ponadto wygrzewanie poprocesowe spowodowało znaczny spadek współczynników transmisji światła w obu przypadkach z 80% do 50%. Zaobserwowano także przesunięcie długości fali odcięcia w kierunku podczerwieni o około 20÷25 nm. Badania przedstawione w pracy pokazały, że twardość również się zmniejsza z 10 GPa dla warstw po naniesieniu do zaledwie 3 GPa (proces ciągły) oraz 6,2 GPa (proces sekwencyjny).

EN

This paper provides research investigation results and analysis of influence of the high-temperature annealing on the structural, optical and tribological properties of TiO₂ thin film coatings. Thin-film coatings were deposited in continuous and sequential processes using multi-magnetron sputtering stand. High-temperature annealing had a significant effect on the change of the structure of thin film coatings from the anatase to the mixture of anatase and rutile phase. In addition, post-process annealing caused a significant decrease of the transparency level in both cases from 80% to 50%. It was also observed that λ_cut-off was shifted towards the infrared wavelength range of ca. 20÷25 nm. Research on tribological properties shown that hardness decreases from 10 GPa for as-deposited thin films to 3 GPa (deposited in continuous process) and 6.2 GPa (deposited in sequential process) for annealed coatings.

Słowa kluczowe

PL

TiO2; wygrzewanie wysokotemperaturowe; rozpylanie magnetronowe; powłoka optyczna

EN

TiO2; high temperature annealing; magnetron sputtering; optical coatings

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 59, nr 7
• Strony: 10--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Mazur M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

autor

Wojcieszak D.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

autor

Obstarczyk A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

Bibliografia

• [1] M. Batycka, i in., (2015) Influence of nanocrystalline structure and surface properties of TiO 2 thin films on the viability of L929 cells, Polish Journal of Chemical Technology, vol. 17, s. 33-39.
• [2] M. Asgharinezhad, i in., (2016) Fabrication and characterization of optical and electrical properties of vanadium doped titanium dioxide nanostructured thin film, Optic, vol. 127, s. 8130-8134.
• [3] S.S. Lin, i in., (2013) The hydrophobicity and optical properties of the HfO2-deposited glass, Ceramics International, vol. 39, s. 353-358.
• [4] D. Kaczmarek, i in., (2012) Powłoki funkcjonalne na bazie TiO2, I Konferencja Przemysłowo- Naukowa "Powłoki Wielofunkcyjne", Świeradów Zdrój, 11-14.10.2012, Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, s. 36-49.
• [5] A. Thomas, (2010) Functional Materials: From Hard to Soft Porous Frameworks, Angewandte Chemie International Edition, vol. 49, nr 49, s. 8328-8344.
• [6] Oganov A.R., i in., (2010) Towards the theory of hardness of materials, Journal of Superhard Materials, vol. 32 (3), s. 143-147.
• [7] Gao F.M., i in., (2010) Microscopic models of hardness, Journal of Superhard Materials, vol. 32 (3), s.148-166.
• [8] Chuang L-C., i in., (2011) The structure and mechanical properties of thick rutile-TiO2 films using different coating treatments, Applied Surface Science, vol. 258, s. 297-303.
• [9] Duyar O., i in., (2008) Optimization of TiO2 films prepared by reactive electron beam evaporation of Ti3O5, Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 41, s. 095307-1-095307-7.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

2. Praca powstała ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego Narodowego Centrum Nauki w ramach projektu badawczego luventus plus nr IP204 029473 oraz przy udziale środków statutowych (zlecenie nr 0401/0015/17), a także w projekcie badawczym własnym nr 0402/0046/17.