鈦酸鋇鍶基陶瓷薄膜之製備輿性質研究

Abstract

在本研究中以RF magnetron sputtering 製作成鈦酸鋇鍶基陶瓷薄膜。薄膜的表面形 態，顯微結構，光譜吸收特性及不同濕度下的表面導電係數等性質經量測分析并加以 討論。 藉由改變鍍膜之基板，基板放置，濺鍍氣體，基板溫度及退火溫度時間等條件，用以 影響製成薄膜之結構與性質。其顯微結構以X 光繞射法及穿透式電顯微鏡加以分析比 較。表面形態則以掃描式電子顯微鏡加以觀察。 將薄膜鍍於石英玻璃度底材，藉由紫外光及可見光區穿透光譜，鈦酸鋇鍶薄膜之光吸 收能隙值可由吸收係數與光子能量做圖求得，藉此可比較非晶態及晶態薄膜之結構與 光吸收能隙的相關性。經分析比較得知非晶態鈦酸鍶鋇比晶態鈦酸鍶鋇有較高之光吸 收能隙。 以雙面拋光之矽晶片為底材，做堇膜之紅外線穿透光譜，定性得知其他學鍵結構狀態 與薄膜晶體結構之關係。由光譜可行知晶態鈦酸鍶鋇在波數為530 處有一晶格振動模 式, 而非態薄膜則在500cm 至900cm 處有較寬頻率之吸收。 以二氧化矽層/ 矽晶片為底材, 利用交流電性測量薄膜之表面導電係數在常溫下對相 對濕度的變化, 藉此比較鈦酸鋇鍶陶瓷體與薄膜對濕度感測性之異同, 并探討微觀結 構對質子(H )導電性的影響。研究結果顯示，Sputtering過程所得之薄膜結構很緻密 ，對於濕度之感測性不如陶瓷本體。