200 keV He+辐照改性锐钛矿TiO2薄膜初步研究

作者：宋晓东; 徐宇; 王佳恒; 徐国庆; 赵宗方

来源：能源与节能, 2019, (11): 42-46.

DOI：10.16643/j.cnki.14-1360/td.2019.11.018

• 锐钛矿
• TiO2薄膜
• +辐照" name="keyword">He+辐照
• 形貌变化
• 弹性模量

为研究锐钛矿TiO2薄膜经200 keV He+辐照改性后的结构、形貌和性能变化,并探索其变化机制,利用多弧离子镀技术制备一批具有统一工艺参数的锐钛矿TiO2薄膜,在室温环境下进行能量为200 keV,注量为1×1016ions/cm2、5×1016ions/cm2和1×1017ions/cm2的He+薄膜辐照实验。结合未辐照样品且经一系列表征可知,XRD、XPS结果显示辐照后薄膜相结构无明显变化,表面部分Ti4+转化为Ti3+,并出现表面吸附O2分子的情况;SEM、TEM、AFM结果显示辐照后表面部分Ti"液滴"因辐照生热过高而熔化,氦泡沿薄膜生长方向分布;经四探针电阻测量仪、紫外-可见分光度仪测量可知,因缺陷引入导致薄膜光吸收性能及电阻率提升;从表面接触角测量仪结果可知,薄膜表面亲水性得到了改善;纳米压痕仪测量结果显示,硬度及弹性模量随辐照先因缺陷、位错等引入而增加,后因氦脆现象而退化。

• 单位
  中国核动力研究设计院