ارتقاء خصوصيات ساختاري و اپتيكي فيلم هاي نازك TiO2 سنتز شده به روش حمام شيميايي

Improvement in Structural and Optical Properties of TiO2 Thin Films by Chemical Bath Deposition Technique

فيلم هاي نازك TiO2 به روش ساده و كم هزينه حمام شيميايي در دماي اتاق بر روي فرير لايه شيشه لايه گذاري شده است. حمام شيميايي مورد نياز با استفاده از محلول TiCl3 و محلول رقيق شده مي NH4OH در دماي اتاق تهيه شده است. تاثير مدت زمان لايه نشاني بر روي خصوصيات ساختاري و ريختي و اپتيكي نمونه ها به دقت مورد بررسي قرار گرفته است. مطالعه نتايج حاصل از پراش پرتو ايكس در زواياي كوچك, گذار TiO2 از فاز آميخته روتايل آناتراز به فاز خالص روتايل را نشان مي دهد. بررسي هاي اپتيكي نشان مي دهد كه فيلم هاي نازك TiO2 با تك فاز روتايل داراي باند انرژري مستقيم و ضريب جذب بالا مي باشند. با افزايش زمان لايه نشاني گاف انرژي به تدريج از eV 3.29 به eV 3.07 كاهش مي يابد. سهولت ساخت اين فيلم هاي نازك TiO2 با فاز خالص روتايل در دماي اتاق امكان ساخت سنسورهاي گازي و سلولهاي خورشيدي نقطه كوانتومي و رنگدانه اي و پروسكايتي را با روشي بسيار كم هزينه امكان پذير مي سازد.

Nanocrystalline thin films of TiO2 were prepared on glass substrates from an aqueous solution of TiCl3 and NH4OH at room temperature using the simple and cost-effective chemical bath deposition (CBD) method. The influence of deposition time on structural and optical properties was systematically investigated. TiO2 transition from a mixed anatase–rutile phase to a pure rutile phase was revealed by low-angle XRD analysis. Optical studies showed that rutile thin films had a high absorption coefficient and a direct band gap. The optical band gap decreased slightly (3.29–3.07 eV) with increasing deposition time. The ease of deposition of rutile thin films at low temperature is useful for the fabrication of dye-sensitized solar cells, and gas sensors