TY - JOUR ID - TI - Effect of Substrate Temperature on Nanostructure Titanium Dioxide Thin Films Prepared By PLD دراسة تاثير درجة حرارة القاعدة على اغشية اوكسيد التيتانيوم ذات التركيب النانوي المحضرة بطريقة الترسيب بالليزر النبضي AU - Khaled Z.Yahya AU - Adawiya J. Haider AU - Heba Salam Tarek AU - Raad M. S. Al-Haddad PY - 2014 VL - 32 IS - 3 Part (B) Scientific SP - 434 EP - 443 JO - Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا SN - 16816900 24120758 AB - In this work, a double frequency Q-switching Nd:YAG laser beam (λ=532nm, laser fluence 1.2 J/cm2 ,repetition rate 10 Hz and the pulse duration 7ns) has been used, to deposit TiO2 thin films pure on glass and Si (111) substrates .The structure properties of pure TiO2 were investigated by means of x-ray diffraction. As a result, it has been found that film structure and properties strongly depended on substrate temperature. X-ray diffraction (XRD) showed that at substrate temperatures higher than 300 °C the structure of the deposited thin films changed from amorphous to crystalline corresponding to the tetragonal TiO2 anatase phase.The surface morphology of the deposits materials have been studied using scanning electron (SEM) and atomic force microscopes (AFM). The grain size of the nanoparticles observed at the surface depended on the substrate temperature, where 500°C was the best temperature and partial pressure of oxygen 5×10-1 mbar was the best pressure during the growth process. RMS roughness increased with increasing substrate temperature (Ts) which are (11.2nm) for thin films deposited at (500)ºC.UV-VIS transmittance measurements have shown that our films are highly transparent in the visible wavelength region, with an average transmittance of ~90% which makes them suitable for sensor applications . The optical band gap of the films has been found to be 3.2 eV for indirect transition and 3.6 eV for direct transition at 400˚C.The sensitivity toward CO gas has been measured under 50 ppm.

في بحثنا هذا تم استعمال ليزر نيدميوم ياك النبضي ذو الطول الموجي( nm 532) ويعمل بتقنية عامل النوعية ذو معدل تكرارية (10 هرتز ) وامد نبضة 7 نانو ثانية لترسيب اغشية اوكسيد التيتانيوم النقية على قواعد من الزجاج والسليكون (111).وتم دراسة الخصائص التركيبية لاغشية اوكسيد التيتانيوم باستخدام حيود الاشعة السينية . وأثبتت نتائج الاشعة السينية الخصائص التركيبية لاوكسيد التيتانيوم النقي حيث اظهرت النتائج ان تراكيب الاغشية وخصائصها تعتمد بشدة على درجة حرارة القاعدة حيث أظهرت نتائج حيود الأشعة السينية انه عند درجة حرارة قاعدة أكثر من 300 °C يتحول تركيب الأغشية من عشوائي إلى بلوري مساوي إلى طور الأناتاس الرباعي لاوكسيد التيتانيوم. تم دراسة طبوغرافية السطح باستخدام المجهر الالكتروني الماسح) SEM) ومجهر القوى الذرية (AFM) .والحجم الحبيبي للجسيمات النانوية التي ظهرت عند السطح اعتمد على درجة حرارة القاعدة ,وكانت افضل درجة حرارة قاعدة هي 500 °Cوافضل ضغط اوكسجين عند انماء الغشاء كان 10-1) ملي بار) . كما ادت زيادة درجة حرارة القاعدة الى زيادة خشونة السطح فبلغت قيمتها (11.2 نانومتر) عند درجة حرارة قاعدة 500 °C. كذلك تم دراسة الخصائص البصرية بواسطة قياسات مطياف النفاذية للأشعة المرئية وفوق البنفسجية . كانت نتائج النفاذية البصرية أعلى من 90 % مما يجعلها ملائمة لتطبيقات التحسسية . وعند اشابة اوكسيد التيتانيوم بمعدني الفضة والبلاتين نلاحظ حدوث ازاحة بحافة الامتصاص نحو المنطقة المرئية . بلغت قيمة فجوة الطاقة البصرية الغير مباشرة(3.2 eV) و فجوة الطاقة البصرية المباشرة 3.6 eV)) عند درجة حرارة قاعدة 400 °C . تم حساب التحسسية لغاز CO تحت تركيز 50 جزء لكل مليون . ER -