酸素/チタニウムから成るテトライソプロポキシドの誘導結合プラズマによって堆積したTiO<sub>2</sub>薄膜の構造および光学特性に対するイオン衝撃の効果

LI D.; CARETTE M.; GRANIER A.; LANDESMAN J.P.; GOULLET A.

文献

J-GLOBAL ID：201502204568213216 整理番号：15A0976111

酸素/チタニウムから成るテトライソプロポキシドの誘導結合プラズマによって堆積したTiO₂薄膜の構造および光学特性に対するイオン衝撃の効果

Effect of ion bombardment on the structural and optical properties of TiO₂ thin films deposited from oxygen/titanium tetraisopropoxide inductively coupled plasma

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資料名：
巻： 589 ページ： 783-791 発行年： 2015年08月31日
JST資料番号： B0899A ISSN： 0040-6090 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：オランダ (NLD) 言語：英語 (EN)

低温(150°C以下)および低圧(0.4Pa)で作動させたヘリコン反応炉内における酸素/チタニウムから成るテトライソプロポキシドの誘導結合プラズマによって,シリコン基板上に2酸化チタン薄膜を堆積した。薄膜の形態,微細構造および光学特性に対する15~175eV域におけるイオンエネルギー(E_i)の影響を研究した。走査型電子顕微鏡(SEM)による観測から,イオンエネルギーが低い(E_i=15eV)場合,薄膜は底部の高密度層,中間の勾配層,そして上部の粗い層から成る柱状の形態を持つことが分かった。その場動的偏光解析測定よび堆積後分光偏光解析のデータ解析から,イオンエネルギーが増すと,薄膜は成長方向に関してより均一になることが明らかになった。更に,原子間力顕微鏡(AFM)測定から,E_iが増すと,薄膜の表面が滑らかになることが分かった。X線回折(XRD)ダイアグラムから,15eVで堆積した薄膜にはアナターゼだけが確認され,E_i=75eVにおいて,アナターゼからルチルへの完全相転移が起こることが分かった。これらの結果は,15eVで堆積した薄膜に取り込まれた水酸基が,E_i>45eVで大幅に減少するというフーリエ変換赤外分光(FTIR)スペクトルの結果と良く一致する。Tauc-Lorentzの分散則と組み合わせた適当な構造モデルは,分光偏光解析実験のデータと正確に適合することが分かった。SEMおよびAFM測定と良く一致する結果は,XRDとFTIRによって明らかにされた構造の特徴と矛盾しないことが分かった。イオンエネルギーを15eVから75eVに増すと,1.96eVにおける屈折率(n)は2.49まで大幅に増大することが分かった。イオンエネルギーを75eV以上に増大すると,薄膜内に形成される微細細孔のために,nは減少することが判明した。Copyright 2015 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

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酸化物薄膜

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酸素/チタニウムから成るテトライソプロポキシドの誘導結合プラズマによって堆積したTiO2薄膜の構造および光学特性に対するイオン衝撃の効果

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