陰極電沉積二氧化鈦功能薄膜及元素摻雜的研究.pdf

1、電沉積技術(shù)是制備金屬或非金屬薄膜常用的方法，它成本低，操作簡單，經(jīng)濟有效，在工業(yè)技術(shù)中受到非常廣泛的應(yīng)用。但是電沉積技術(shù)又是一種影響因素多，表面質(zhì)量缺陷多，沉積機理研究不夠透徹的加工方法，在一定程度上也限制了它的發(fā)展和應(yīng)用。為了更好了提高電沉積的效果，必須研究清楚電沉積過程中因素對電沉積效果的影響。
　　 本文采用陰極電沉積方法，在兩電極體系中制備二氧化鈦薄膜，探索陰極電沉積法制備二氧化鈦薄膜的機理，討論電沉積因素對薄膜形貌的影

2、響規(guī)律，分析電沉積因素對薄膜裂紋產(chǎn)生和擴展的作用機制，其主要原因是由于陰極產(chǎn)生氣體和薄膜過厚。沉積電壓升高，陰極容易產(chǎn)生氣體，沉積速度加快，容易形成裂紋。延長沉積時間和提高主鹽的濃度會促使薄膜沉積過厚，造成薄膜內(nèi)應(yīng)力增大，裂紋會越來越嚴重。改變陰極電沉積過程中的沉積電壓，沉積時間，溶液的pH和主鹽濃度，制備了不同條件下的薄膜。通過SEM分析，發(fā)現(xiàn)不同條件下得到薄膜形貌差異很大，在不同條件下得到薄膜形狀主要有致密狀，囊狀，顆粒狀。最后對電

3、沉積二氧化鈦薄膜進行了正交實驗，分析每個實驗因素對顆粒大小的影響，通過顯著性判斷各因素與實驗結(jié)果的相關(guān)性得出：隨著電壓增大，薄膜顆粒直徑減小，沉積時間和硫酸氧鈦的濃度增加則會使薄膜顆粒直徑增大，pH值則對薄膜直徑?jīng)]有明顯的相關(guān)性。
　　 采用陰極電沉積的方法制備了Fe元素摻雜二氧化鈦薄膜，通過改變電沉積溶液中Fe3+的溶度，制備出了不同F(xiàn)e元素含量的摻雜薄膜。通過XPS分析，研究了電沉積液中Fe3+的溶度與得到的摻雜薄膜中Fe元