Aktualności
Fizyka przed Wyzwaniami Cywlizacyjnymi

17 stycznia 2019,
Instytut Fizyki PAN
CTT IFPAN
Centrum Transferu Technologii
Instytutu Fizyki PAN
Materiały - Warstwy dwutlenku tytanu

Opis

Cienkie warstwy dwutlenku tytanu (TiO2) są wykonywane metodą osadzania warstw atomowych (ALD) na dowolnym podłożu (np.: Si, GaN, SiC, grafen, SiO2 itp). Materiał powstaje w procesie chemicznym w trakcie reakcji podwójnej wymiany z dwóch reagentów (prekursorów) takich jak woda dejonizowana (prekursor tlenowy) oraz  chlorek tytanu(IV) - TiCl4 lub tetrakis(dimetylamido)titanium(IV) - TDMAT (prekursor tytanowy). Związek może być otrzymywany w zakresie temperatur od 25°C do 450°C. Maksymalna wielkość podłoża wynosi 20 cm średnicy.

 

Parametry

  • Grubość: 10 - 3000 nm
  • Tempo wzrostu: 0.1 nm/min
  • Oporność: > 108 Ωcm
  • Przerwa energetyczna: 3.9 eV
  • Współczynnik załamania: 2.35 (635 nm)
  • Względna przenikalność elektryczna: 40±3
  • Właściwości hydrofobowe
  • Chropowatość powierzchni: 0.4 nm < RMS < 10 nm
  • Struktura: polikrystaliczna - faza tetragonalna lub warstwy amorficzne
  • Średnia transmisja w zakresie widzialnym: >80%
  • Jednorodność pokrycia

 

Zastosowania

TiO2 charakteryzuje się wysokim współczynnikiem załamania światła, dobrą stabilnością, dużą odpornością chemiczną, wysoką twardością oraz dużą przenikalnością elektryczną. Materiał ten ze względu na swoje właściwości fizykochemiczne może być wykorzystywany jako izolator w urządzaniach elektronicznych, jako powłoki optyczne w laserach i mikroskopach, a także jako warstwy barierowe czy zabezpieczające w strukturach fotowoltaicznych. Ponadto znajduje zastosowanie do wytwarzania różnego rodzaju sensorów a także może być wykorzystywany w medycynie i stomatologii w procesie produkcji protez oraz implantów.

Zdjęcie przekroju poprzecznego warstwy TiO2 na krzemowym podłożu wykonane za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM).

Obraz powierzchni dwutlenku tytanu (RMS: 0.3 nm) na krzemowym podłożu wykonany mikroskopem sił atomowych (AFM).

Widmo dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) polikrystalistycznych w fazie tetragonalnej i amorficznych warstw dwutlenku tytanu. Warstwy zostały wykonane na krzemowym podłożu.


Osoby do kontaktu: prof. Marek Godlewski, e-mail: godlew@ifpan.edu.pl, tel: (+48) 22 116 32 57
Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk, Aleja Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
tel.: (+48) 22 843 70 01 | fax: (+48) 22 843 09 26 | www.ifpan.edu.pl
NIP: 525-000-92-75, Regon: 000326061