افزايش نامتعارف نظم مزوحفره اي در اثر كلسينه كردن لايه نازك تيتانيم دي‏اكسيد و بررسي خواص اپتيكي آن

Unconventional increase of mesoporosity order in titanium dioxide thin film due to calcinations and investigation of its optical properties

در اين تحقيق لايه نازكي از نانوذرات تيتانيم دي‏اكسيد با متوسط قطر ذرات nm8 بر روي شيشه تهيه و خواص بلوري و نوري آن قبل و بعد از كلسينه كردن بررسي گرديد. الگوي XRD با زاويه پايين نشان داد كه لايه نازك تيتانيم دي ‏اكسيد قبل از كلسينه كردن داراي ساختار مزوحفره اي است و بر خلاف معمول، كلسينه كردن سبب افزايش طبيعت مزوحفره اي آن شده است. الگوي XRD با زاويه پايين لايه نازك تيتانيم دي‏اكسيد قبل و بعد از كلسينه كردن، سه پيك مشخص كننده آرايش شبه هگزاگونالي را نشان داد. همچنين ثابت شبكه نمونه با بكار گيري انديس هاي ميلر صفحه (100)، قبل و بعد از كلسينه كردن به ترتيب 57/147 و Å 48/143 محاسبه شد. طيف عبور نور لايه نازك تيتانيم دي‏اكسيد نشان دهنده يك تغيير مكان آبي در لبه جذب و نيز افزايش شفافيت آن بعد از كلسينه كردن است. بر اساس محاسبات نوري شكاف انرژي غير مستقيم لايه نازك كلسينه شده ev 69/3، ضريب شكست لايه نازك 54/1 و درصد تخلخل ذرات تشكيل دهنده آن %67 تعيين شد.

In this research, a titanium dioxide thin film with average particles size of 8 nm was prepared on glass surface and then its crystalline and optic properties before and after calcinations was investigated. Low angle XRD analyses showed that prepared thin film has mesoporous structured prior to calcination and a further increase in the mesoscale order has been made by calcination. Low angle XRD analyses revealed three peaks related to hexagonal symmetry before and after calcination. Lattice constant of the prepared titanium dioxide before and after calcination, using miller indices of (100) crystal plane calculated to be 147.57 and 143.47 Å, respectively. Transmission spectra of titanium dioxide coating exhibit a significant blue shift in absorption edge and increasing of its transparency after calcination. Indirect band gap of prepared coating estimated from UVVis spectra to be 3.69 eV and refractive index of the film and its porosity percentage was calculated to be 1.54 and 67%, respectively.