利用氧化鎳晶種層誘發結晶性二氧化鈦光觸媒薄膜特性之研究

Photocatalytic Activity of Crystallized Titanium Oxide Films Induced by an Oxidized Nickel Seed Layer

吳政洋(Cheng-Yang Wu) ； 洪少強(Shao-Chyang Hong) ； 鄭名訓(Ming-Shium Jeng) ； 劉代山(Day-Shan Liu)

《真空科技》 23卷3期 (2010/09) Pp. 36-41

https://doi.org/10.29808/JVSROC.201009.0006

摘要

本研究利用鎳金屬熱處理後所形成之島狀氧化鎳晶種層，誘發利用電漿增強化學氣相沉積法製作之非晶二氧化鈦薄膜結晶化，進而優化二氧化鈦光觸媒活性，研究中分別利用XRD以及FE-SEM觀察氧化鈦薄膜經由不同溫度熱處理後之晶體結構以及結晶形貌變化。研究結果顯示，沉積薄膜有沿著島狀氧化鎳結構向上成長形成二氧化鈦晶粒叢集，可以降低非晶二氧化鈦薄膜形成銳鈦礦結構的結晶化溫度並有助於銳鈦礦的晶粒成長，提升二氧化鈦薄膜的表面粗糙度與有效接觸面積，因此，在紫外光照射下，具有晶種層之二氧化鈦薄膜，有較優異的光觸媒超親水及降解能力。此外，研究中亦發現，二氧化鈦叢集結構有助於抑制薄膜在較高熱處理溫度時，產生銳鈦礦－金紅石結晶相的轉變。

關鍵字

島狀氧化鎳晶種層 ； 電漿增強化學氣相沉積法 ； 光觸媒活性 ； 二氧化鈦晶粒叢集 ； 銳鈦礦－金紅石相轉變

並列摘要

An island-like oxidized nickel seed layer was employed to induce the crystallization and optimize the photocatalytic activity of the amorphous titanium oxide (a-TiO2) film prepared using plasma-enhanced chemical vapor deposition. The crystalline structure and surface/cross-sectional morphologies of the TiO2 film annealed at various temperatures were carried out by XRD and FESEM measurements. A low crystallization temperature and superior crystal quality was achieved from the cluster anatase-TiO2 structure grown along with the island-like oxidized nickel layer. Accordingly, such TiO2 film possessed a rough and specific cluster surface morphology resulted in an excellent photocatalytic activity after UV light irradiation. In addition, the TiO2 film with cluster structures also benefited to inhibit the anatase-rutile phase transformation while annealed at an elevated temperature.

並列關鍵字

Island-like Oxidized Nickel Seed Layer ； Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition ； Photocatalytic Activity ； Anatase-TiO2 Film with Cluster Structures ； Anatase-rutile Phase Transformation