射频磁控溅射沉积法制备可见光响应的TiO2光催化薄膜

射频磁控溅射沉积法制备可见光响应的TiO2光催化薄膜通过应用离子工程技术，也就是射频磁控溅射沉积法（RF-MS），能够诱导光生反应TiO2光催化薄膜被成功发展到单步制程工序上。在超过773K（500℃

射频磁控溅射沉积法制备可见光响应的TiO2光催 化薄膜 通过应用离子工程技术，也就是射频磁控溅射沉积法（RF-MS），能够诱导光 生反应TiO2光催化薄膜被成功发展到单步制程工序上。在超过773K（500℃）温 度条件下制备的TiO2薄膜显示出对可见光有效吸收的特性；而另一方面，在573K （300℃）左右温度条件下制备的TiO2薄膜却显示出高穿透特性。这清楚的意味着 TiO2薄膜不仅吸收紫外光而且吸收可见光的光学特性可以通过改变射频磁控溅射 沉积的温度进行控制。研究发现，在275K（2℃）可见光（波长>450nm）辐射下， 发现了NO到N2和N2O的还原分解反应，显示了这种可见光响应的TiO2薄膜具有 有效的光催化作用。从各种特性表征中，只有在这种可见光响应的TiO2薄膜中发 现了排列整齐的柱状TiO2晶体，预计是这种独特的结构改变了TiO2半导体的电学 特性，从而提高了可见光的吸收效率。 关键字：光催化，TiO2薄膜，可见光，射频磁控溅射沉积法 介绍 近几年，TiO2光催化作用在各种领域得到大量的研究试验。尤其是TiO2薄 膜被涂布在各种基片上作为光学器件材料有着极具吸引力的应用，其不但具有高的 光催化反应，而且在紫外线照射下还具有高可湿性。尽管许多应用TiO2光催化作 用的产品已经开始着手生产，但都没有采取可见光吸收，因此必须使用一个紫外线 光源。然而，为了实现清洁安全的化学过程，也就是在大量太阳能中应用，在可见 光下也能实现光催化作用的需求变得日益迫切。因为能够被广泛应用一个重要的考 虑是TiO2光催化薄膜的制备成本，各种制备方法已经被大量的研究，如凝胶法、 CVD法，PECVD法等。在这些方法中，发现射频磁控溅射沉积法较适合实际应用， 因为其不仅生长速率快，且能够在大面积各种不同基板上生长。 之间我们有报道过通过金属离子植入进TiO2粉末和薄膜中，使其电学性能得 到改变，实现可见光的吸收。然而，这个方法需要两道工序：(1)使用离子束沉积