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南京航空航天大学硕士学位论文  摘  要  近年来， TiO2 材料因其在光催化、气敏、光电等领域有广泛的应用，引起了众多学者的关注。 由于 TiO2 薄膜材料的结构及吸收边缘对其光催化性能有重要的影响，故作者主要从薄膜结构和光 学性能两方面开展研究。 作者采用脉冲激光沉积(PLD)方法，在硅衬底和石英衬底上制备了 TiO2 薄膜。然后利用 X 射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜（AFM）和紫外可见光光度计对 TiO2 薄膜的结构和性质进行 了研究。试验结果表明，退火温度对薄膜的结构有显著的影响，经 300退火后薄膜保持非晶 状态，经 500退火后的薄膜形成结晶较好锐钛矿相。经 AFM 测试可知，500退火薄膜样品 的晶粒最小。通过紫外可见分光光度计对薄膜的透射光谱进行测试，发现经 500退火的薄膜， 吸收边缘向可见光方向移动最大，说明此时的薄膜样品可以吸收更多的太阳能，有利于提高光 催化效率。 关键词： TiO2，薄膜，PLD，光催化 I 功能 TiO2 薄膜材料的制备及其性能研究 Abstract TiO2 has been received much attention due to its broad applications ni photocatalysis, gas sensing and photoelectric devices. The photocatalytic character of TiO2 film is critically depended on the film structure. In this work we focus on film structure and optical properties of TiO2 film. TiO2 films have been deposited on Si(100) and quartz substrates by Pulsed Laser Deposition (PLD) and annealed in a hot tube oven. X-ray diffraction (XRD), Atomic Force Microscope (AFM) and UV-spectrumeter have been used to exam the structure and optical properties of samples. The relationship between crystal structure of TiO 2 films and annealing temperature has been revealed by the experiment data. Film keeps amorphous after annealing at 300℃. Desired anatase crystal structure has been found after 500℃ annealing. AFM shows that grain size decreased after annealing from 300 ℃ to 500℃, then increased from 500℃ to 650℃. Smallest grain size has been obtained at 500℃. At the same time, UV-spectrumeter data shows the largest shift of absorption edge to long wave region of sample annealed at 500℃. Experiment results implied that sample annealed at 500℃ possesses desired structure and optical properties.  Keywords: II  TiO2, thin films, PLD, photocatalysis 南京航空航天大学硕士学位论文 图表清单 图 1.1 锐钛矿(Anatase)TiO 2 和金红石(Rutile)TiO 2 结构图.… … … … … … … … … 2 图 1.2 TiO2 光催化机理图… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 5 图 3.1 脉冲激光沉积(PLD)系统的外观图… … … … … … … … … … ...… … … … … 14 图 3.2 真空腔内镀膜过程图… … … … … … … … … … ...… … … … … … … .… … … 15 图 3.3 脉冲