Wpływ domieszkowania Tb na zwilżalność i wolną energię powierzchniową cienkich warstw TiO2

• Autorzy: Wojcieszak D. , Kaczmarek D. , Domaradzki J. , Prociów E. , Placido F. , Kavanagh J. , Mazur M.

Warianty tytułu

EN

Influence of Tb-dopant on wettability and surface free energy of TiO2 thin films

• Konferencja: Electron Technology Conference ELTE 2010. 10 ; International Microelectronics and Packing IMAPS-CPMT. 34 ; 22-25.09.2010 ; Wrocław, Poland
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wpływ domieszkowania terbem na zwilżalność i wolną energię powierzchniową cienkich warstw TiO₂ . Nanokrystaliczne warstwy zostały wytworzone za pomocą wysokoenergetycznej metody rozpylania magnetronowego. Do analizy wybrano niedomieszkowaną warstwę TiO₂ oraz warstwy domieszkowane terbem w ilości 0,4% at, 2% at i 2,6% at. Analiza wyników pokazała, że nanokrystaliczna matryca TiO₂ miała właściwości hydrofilowe, a domieszkowanie terbem spowodowało uzyskanie warstw hydrofobowych. Na podstawie pomiarów kąta zwilżania określono wartości wolnej energii powierzchniowej oraz krytycznego napięcia powierzchniowego. Analiza wyników pokazała, że parametry te zależały w głównej mierze od struktury matrycy TiO₂ i wielkości krystalitów w wytworzonych warstwach.

EN

In this work influence of terbium dopant on wettability and surface free energy of nanocrystalline TiO₂ thin films have been presented. Thin films were manufactured by high energy reactive magnetron sputtering process. For analysis undoped TiO₂ and TiO₂ doped with 0.4% at., 2% at. and 2.6% at of Tb have been selected. Analysis of results has shown that nanocrystalline TiO₂ matrix was hydrophilic, while doping with Tb results in hydrophobic films receiving. Based on contact angle measurements analysis surface free energy and critical surface tension was determined. Results have shown that those parameters were mainly dependent on the structure of TiO₂ - matrix and crystallite sizes in manufactured samples.

Słowa kluczowe

PL

TiO2; cienka warstwa; terb; zwilżalność; wolna energia powierzchniowa

EN

TiO2; thin film; terbium; wettability; surface free energy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 3
• Strony: 76--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wojcieszak D.

autor

Kaczmarek D.

autor

Domaradzki J.

autor

Prociów E.

autor

Placido F.

autor

Kavanagh J.

autor

Mazur M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Saif M., Abdel-Mottaleb M. SA: Titanium dioxide nanomaterial doped with trivalent lanthanide ions of Tb, Eu and Sm: Preparation, characterization and potential applications. Inorganica Chimica Acta 360 (2007) 2863-2874.
• [2] Choi W.: Pure and modified TiO2 photocatalysts and their environmental applications. Catalysis Surveys from Asia 10 (2006) 16-28.
• [3] Yoshida N., H. Natsuhara, K. Matsumoto, N. Yoshida, T. Itoh, S. Nonomura, S. Fukawa, K. Sato: TiO2 thin films as protective material for transparent-conducting oxides used in Si thin film solar cells. Solar Energy Materials & Solar Cells 90 (2006) 2867-2880.
• [4] Kaczmarek D., E. Prociow, J. Domaradzki, A. Borkowska, W. Mielcarek, D. Wojcieszak: Influence of substrate type and its placement on structural properties of TiO2 thin films prepared by high energy reactive magnetron sputtering method. Materials Science-Poland 26 (2008) 113-117.
• [5] Wasilewski R., J. Domaradzki, D. Wojcieszak, D. Kaczmarek, A. Borkowska, E. Prociow, A. Ciszewski: Surface characterization of TiO2 thin films obtained by high-energy reactive magnetron sputtering. Applied Surface Science, 254 (2008) 4396-4400.
• [6] Porkodi K., Arokiamary S.D.: Synthesis and spectroscopic characterization of nanostructured anatase titania: A photocatalyst. Materials Characterization 58 (2007) 495-503.
• [7] Sirghi L., Hatanaka Y: Hydrophilicity of amorphous TiO2 ultra-thin films. Surface Science 530 (2003) L323-L327.
• [8] Tay B. K., Z. W. Zhao, D. H. C. Chu: Review of metal oxide films deposited by filtered cathodic vacuum arc technique. Materials Science and Engineering: R: Reports 52 (1-3) (2006) 1-48.
• [9] Shen G. X., Y. C. Chen, L. Lin, C. J. Lin, D. Scantlebury: Study on a hydrophobic nano-TiO2 coating and its properties for corrosion protection of metals. Electrochimica Acta 50 (25-26) (2005) 5083-5089.
• [10] Zalewska M., Kłonkowski A.M.: Energy transfer from TiO2 nanocrystals to Tb3+ ions incorporated into silica. Optical Materials 30 (5) (2008) 725-729.
• [11] Chang S.-S., Jo M. S.: Luminescence properties of Eu-doped SnO2 Ceramics International 33 (2007) 511-514.
• [12] Wang L. G., Zunger A.: Cluster-Doping Approach for Wide-Gap Semiconductors: The Case of p-Type ZnO. Physical Review Letters 90 (2003) 256401 (1-4).
• [13] Kwok D. Y., Neumann A. W.: Contact angle measurement and contact angle interpretation. Advances in Colloid and Interface Science 81 (1999) 167-249.
• [14] Packham D. E.: Surface energy, surface topography and adhesion. International Journal of Adhesion & Adhesives 23 (2003) 437-448.