동시 스퍼터링법을 이용하여 Cu 도핑한 TiO2박막의 구조적, 광학적 및 광분해 특성

Abstract

동시 스퍼터링법으로 <TEX>$TiO_2$</TEX> 박막과 구리를 도핑한 Cu/<TEX>$TiO_2$</TEX> 박막을 제작하고, 금속의 도핑과 열처리 온도에 따른 구조적, 광학적, 광분해 특성을 조사하였다. XRD 측정 결과 구리 도핑의 경우에 입자의 결정 크기가 증가하였으며, SEM 결과 입자들의 크기가 균일하고 입자들의 뭉침이 더 작은 것을 확인 할 수 있었다. <TEX>$900^{\circ}C$</TEX>에서 열처리한 박막의 흡수단은 아나타제에서 루타일로의 상전이에 의해 밴드갭의 변화로 장파장 영역으로 이동하였고, 또한 입자 크기 증가에 따라 투과율이 급격히 감소하였다. Cu/<TEX>$TiO_2$</TEX> 박막들은 순수<TEX>$TiO_2$</TEX> 박막보다 광분해 특성이 더 우수하였다. Cu-doped <TEX>$TiO_2$</TEX> thin films were prepared by RF magnetron co-sputtering, and their structural, optical and photodegradation. properties were examined as a function of calcination temperature. XRD results showed that the crystallite size of Cu/<TEX>$TiO_2$</TEX> thin films was bigger than that of the pure <TEX>$TiO_2$</TEX> thin films. SEM results revealed that the agglomerated particle size of the Cu/<TEX>$TiO_2$</TEX> films was more uniform and smaller than that of pure <TEX>$TiO_2$</TEX> films. The absorption edge of thin films calcined at <TEX>$900^{\circ}C$</TEX> was red shifted, resulting from the phase transformation from anatase to rutile phase, and the transmittance of the thin film rapidly decreased due to an increase in particle size. The photodegradation properties of the Cu/<TEX>$TiO_2$</TEX> thin films were superior to those of the pure <TEX>$TiO_2$</TEX> thin films.