磁控濺射制備金屬摻雜氧化鈦薄膜及其光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)由于具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，光學(xué)特性明顯和價(jià)格低廉等顯著特點(diǎn)，在光學(xué)、光電子學(xué)及電子學(xué)等諸多科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的應(yīng)用。然而，TiO2屬于寬禁帶(Eg=3.0eV-3.2eV)、間接帶隙半導(dǎo)體材料，在應(yīng)用過(guò)程中，存在兩大缺點(diǎn):一是二氧化鈦只允許吸收波長(zhǎng)小于388nm的紫外光，對(duì)可見(jiàn)光的利用率只有5％，影響其使用性能;二是TiO2中光生電子-空穴復(fù)合幾率較高，量子產(chǎn)率低（約為4％），導(dǎo)致其光電效率低，影響了TiO2在實(shí)際中的應(yīng)

2、用。利用金屬離子摻雜，使金屬離子進(jìn)入二氧化鈦晶格，可在TiO2晶格中引入缺陷，在TiO2的本征能級(jí)之間會(huì)形成缺陷能級(jí)，從而改變了TiO2的能帶結(jié)構(gòu)。由于所摻雜的金屬氧化物帶隙能較小，可以吸收較大波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光子，這使得改性后的TiO2本征吸收邊紅移，從而擴(kuò)展TiO2的吸收光譜范圍。同時(shí)金屬離子又可以接受TiO2價(jià)帶上的激發(fā)電子，形成更多激子，使其成為光生電子-空穴對(duì)的淺勢(shì)捕獲阱，從而可以降低電子-空穴對(duì)的復(fù)合幾率。
　　本論文利用