Synthesis of nanostructured TiO2 thin films by pulsed laser deposition (PLD)‎ and the effect of annealing temperature on structural and morphological properties

Other Title(s)

تصنيع أغشية Tio2 الرقيقة ذي التركيب النانوي بتقنية ترسيب الليزر النبضي (PLD)‎ و تأثير درجة حرارة التلدين في الخصائص التركيبية و طبوغرافية السطح

Joint Authors

al-Ubaydi, Sarmad Subayh
Yusuf, Ali Ahmad

Source

Ibn al-Haitham Journal for Pure and Applied Science

Issue

Vol. 26, Issue 3 (31 Dec. 2013), pp.143-152, 10 p.

Publisher

University of Baghdad College of Education for Pure Science / Ibn al-Haitham

Publication Date

2013-12-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

10

Main Subjects

Physics

Topics

Abstract AR

في هذا البحث٬ تم انماء أغشية اوكسيد التيتانيوم (TiO2) النانوية بوساطة تقنية ترسيب الليزر النبضي (PLD) على قواعد زجاجية.

و من ثم لدنت أغشية TiO2 الرقيقة من 400 إلى 600 درجة مئوية في الهواء مدة ساعتين.

و درس تأثير التلدين في الخصائص التركيبية و الطبوغرافية.

عوامل عديدة لأنماء الأغشية اخذت بنظر الاعتبار لتحديد الحالة المثلى مثل 2- 2درجة حرارة القاعدة (oC 300)٬ ضغط الأوكسجين (Torr l0)٬ كثافة طاقة الفيض الليزري( cm /J 4.0) باستخدام التردد المضاعف لليزر النيديميوم- ياك الذي يعمل بتقنية عامل النوعية عند الطول الموجي 532nm بمعدل تكرارية - l (6 هرتز) وامد نبضة l0 نانوثانية.

تظهر نتائج فحوصات الأشعة السينية أن جميع التراكيب النانوية رباعية متعددة التبلور.

و أن هذه النتائج تظهر زيادة في حجم الحبيبات من 5.l9 نانومتر الى 5.29 نانومترمع زيادة درجة حرارة التلدين.

نتائج الأشعة السينية أظهرت ايضا أن الغشاء المرسب و الملدن في 400 درجة مئوية لثنائي اوكسيد التيتانيوم ذي طورالأناتاس.

أما الأغشية الملدنة عند 500 و600درجة مئوية فتمتلك خليطا من طوري الأناتاس و الروتيل.

أن قيم عرض المنحني عند منتصف القمة لأغشية ثنائي اوكسيد التيتانيوم لأنماط (l0l) قد صغر من 450.0 إلى 30l.0 بزيادة درجة حرارة التلدين.

و درست طبوغرافية السطح للأغشية الرقيقة باستخدام مجهر القوى الذرية (AFM) الذي اثبتان الاغشية المنمات بهذه الطريقة لها تبلور جيد وذو سطح متجانس.

و أن قيم مربع الجذر المتوسط RMS للأغشية الرقيقة و خشونة السطح تزداد مع زيادة درجة الحرارة التلدين.

Abstract EN

this work, nanostructured TiO2 thin films were grown by pulsed laser deposition (PLD) technique on glass substrates.

TiO2 thin films then were annealed at 400-600 °C in air for a period of 2 hours.

Effect of annealing on the structural and morphological were studied.

Many growth parameters have been considered to specify the optimum conditions, namely substrate temperature (300 °C), oxygen pressure (10-2 Torr), laser ^uence energy density (0.4 J/cm2), using double frequency Q-switching Nd:YAG laser beam (wavelength 532nm), repetition rate (1-6 Hz) and the pulse duration of 10 ns.

The results of the X-ray test show that all nanostructures tetragonal are polycrystalline.

These results show that grain size increase from 19.5 nm to 29.5 with the increase of annealing temperature.

The XRD results also reveal that the deposited thin film, annealed at 400 °C of TiO2 have anatase phase.

Thin films annealed at 500 °C and 600 °C have mixed anatase and rutile phases.

Full Width at Half Maximum (FW^M) values of the (101) peaks of these films decrease from 0.450° to 0.301° with the increase of annealing temperature.

Surface morphology of the thin films have been studied by using atomic force microscopes (A^M).

AFM measurements confirmed that the films have good crystalline and homogeneous surface.

The Root Mean Square (RMS) value of thin films surface roughness are increased with the increase of annealing temperature.

American Psychological Association (APA)

al-Ubaydi, Sarmad Subayh& Yusuf, Ali Ahmad. 2013. Synthesis of nanostructured TiO2 thin films by pulsed laser deposition (PLD) and the effect of annealing temperature on structural and morphological properties. Ibn al-Haitham Journal for Pure and Applied Science،Vol. 26, no. 3, pp.143-152.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-598823

Modern Language Association (MLA)

al-Ubaydi, Sarmad Subayh& Yusuf, Ali Ahmad. Synthesis of nanostructured TiO2 thin films by pulsed laser deposition (PLD) and the effect of annealing temperature on structural and morphological properties. Ibn al-Haitham Journal for Pure and Applied Science Vol. 26, no. 3 (Dec. 2013), pp.143-152.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-598823

American Medical Association (AMA)

al-Ubaydi, Sarmad Subayh& Yusuf, Ali Ahmad. Synthesis of nanostructured TiO2 thin films by pulsed laser deposition (PLD) and the effect of annealing temperature on structural and morphological properties. Ibn al-Haitham Journal for Pure and Applied Science. 2013. Vol. 26, no. 3, pp.143-152.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-598823

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendix : p. 149-151

Record ID

BIM-598823