Właściwości powierzchni aktywnych powłok cienkowarstwowych na bazie TiO₂

• Autorzy: Domaradzki J. , Wojcieszak D. , Mazur M. , Kaczmarek D. , Poniedziałek A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/ELE-2014-169

Warianty tytułu

EN

Surface properties of active thin-film coatings based on TiO₂

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wpływ wygrzewania na właściwości powierzchni aktywnych cienkich warstw na bazie TiO₂ z dodatkiem V, Ta i Nb, które wytworzono metodą rozpylania magnetronowego. Warstwy te były dodatkowo wygrzewane w temperaturze 400°C i 600°C. Analiza składu materiałowego metodą mikroanalizy rentgenowskiej pokazała, że cienkie warstwy zawierały 12,5% at. Ti, 11,8% at. V, 5,2% at. Ta i 1,4% at. Nb. Właściwości strukturalne powłok (Ti, V, Ta, Nb)Ox zbadano metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Stwierdzono, że bezpośrednio po naniesieniu cienka warstwa była amorficzna, a jej dodatkowe wygrzewanie w 400°C spowodowało wykrystalizowanie fazy TiO₂-rutylu, zbudowanej z krystalitów o średnim rozmiarze wynoszącym ok. 25 nm. Z kolei wzrost temperatury wygrzewania do 600°C pozwolił dodatkowo uzyskać formy TiO₂-anatazu i β-V₂O₅, a także zwiększyć rozmiary krystalitów do ok. 29 ÷ 45 nm. Wygrzewanie miało również wpływ na wzrost chropowatości i zwilżalności powierzchni badanych warstw. Oprócz tego, badania właściwości fizykochemicznych powierzchni metodą XPS pokazały, że zarówno w niewygrzewanej, jak i w wygrzewanych warstwach obecne były takie związki jak TiO₂, V₂O₅, Ta₂O₅ oraz Nb₂O₅.

EN

In this work influence of annealing on the surface properties of active (Ti, V, Ta, Nb)Ox thin films prepared by magnetron sputtering has been described. These films were also additionally annealed at 400°C and 600°C Material composition analysis carried out by X-ray microanalysis has revealed that in the oxide film was 12.5% at. of Ti, 11.8% at. of V, 5.2% at. of Ta and 1.4% at of Nb. The structural properties of (Ti, V, Ta, Nb)Ox coatings were examined by X-ray diffraction. It was found that, directly after deposition thin film was amorphous and after additional annealing at 400°C crystallization of TiO₂-rutile form, built from crystallites in average size of about 25 nm, was obtained. The increase of annealing temperature to 600°C allow on formation of other crystal forms like of TiO₂-anatase and β-V₂O₅, and increase of crystallite sizes up to about 29 – 45 nm was observed. Annealing process had also an effect on the growth of surface roughness and wettability of examined films. In addition, the study of physicochemical properties of the surface by XPS showed that in all (as-deposited and annealed) films such compounds as TiO₂, V₂O₅, Ta₂O₅ and Nb₂O₅ were present.

Słowa kluczowe

PL

cienka warstwa; nanokrystaliczna struktura; właściwości powierzchni; zwilżalność

EN

thin film; nanocrystalline structure; surface properties; wettability

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 10
• Strony: 43--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Domaradzki J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Wojcieszak D.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Mazur M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki
• Politechnika Wrocławska, Studenckie Koło Naukowe Transparentna Elektronika – TE przy Wydziale Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Kaczmarek D.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Poniedziałek A.

• Politechnika Wrocławska, Studenckie Koło Naukowe Transparentna Elektronika – TE przy Wydziale Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Kaczmarek D., Modyfikacja wybranych właściwości cienkich warstw TiO2, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2008.
• [2] Domaradzki J., Powłoki optyczne na bazie TiO2, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2010.
• [3] Martins R., Fortunato E., Barquinha P., Pereira L., Transparent oxide electronics: from materials to devices, Wiley, 2012.
• [4] Mano J. F., Taubert A., Rodriguez-Cabello J. C., Biomaterials Surface Science, Wiley, 2013.
• [5] Granqvist C. G., Azens A., Heszler P., Kish L. B., Osterlund L., Nanomaterials for benign indoor environments: Electrochromics for ‘‘smart windows’’, sensors for air quality, and photo-catalysts for air cleaning, Solar Energy Materials & Solar Cells, vol. 91, 2007, s. 355–365.
• [6] Wojcieszak D., Analiza właściwości optycznych w powiązaniu z właściwościami powierzchni cienkich warstw TiO2 domieszkowanych terbem, rozprawa doktorska, Politechnika Wrocławska 2012.