Caracterización estructural y óptica de películas delgadas de dióxido de titanio depositadas por rociado pirolítico

Structural and optical characterization of titanium dioxide thin films deposited by pyrolytic sputtering

Abstract

Se sintetizó películas de dióxido de titanio (TiO₂) por rociado pirolítico, mediante una solución precursora de diisopropóxido de titanio estabilizado con acetil–acetonato al 75 % en isopropanol disuelto en metanol. Esta solución se roció sobre sustratos de vidrio en una cámara de reacción a 30 psi de presión a diferentes temperaturas (380, 430 y 480 y 380 recocida a 500 °C). La difracción de rayos X (DRX), estudió, el tamaño de grano, microtensión y parámetros de red. La espectroscopia UV–Vis, estudió la transmitancia, índice de refracción, espesor de las películas y ancho de banda prohibida. El equipo de cuatro puntas colineales estudió la relación voltaje–corriente. A 380 °C, la película es amorfa y las demás presentaron fase anatasa con pico predominante (101). La película crecida a 480 °C presenta el pico de rutilo (211). El tamaño de grano disminuye y la microtensión aumenta con la temperatura. Las películas de 480 y 500 °C muestran regular transparencia en la región visible (50–75 %). El índice de refracción se encuentra el rango de 1,96–2,43 y el ancho de banda prohibida tiene aproximadamente 3,2 eV. La gráfica voltaje – corriente, es lineal para las muestras crecidas a 480 °C.

Titanium dioxide (TiO2) films were synthesized by pyrolytic sputtering, using a precursor solution of titanium diisopropoxide stabilized with 75 % acetyl-acetonate in isopropanol dissolved in methanol. This solution was sprayed onto glass substrates in a reaction chamber at 30 psi pressure at different temperatures (380, 430 and 480 and 380 annealed at 500 °C). X-ray diffraction (XRD), studied, grain size, microtension and lattice parameters. UV-Vis spectroscopy studied transmittance, refractive index, film thickness and forbidden bandwidth. Collinear four-prong equipment studied the voltage-current relationship. At 380 °C, the film is amorphous and the others presented anatase phase with predominant peak (101). The film grown at 480 °C shows rutile peak (211). The grain size decreases and the microtension increases with temperature. The 480 and 500 °C films show regular transparency in the visible region (50-75 %). The refractive index is in the range of 1.96-2.43 and the forbidden bandwidth is approximately 3.2 eV. The voltage-current plot is linear for the samples grown at 480 °C.