การเตรียมและศึกษาลักษณะเฉพาะของฟิล์มบางเซอร์โคเนียมไททาเนตที่เคลือบด้วยวิธีแอคตีฟแมกนีตรอนโคสปัตเตอริง

Abstract

ฟิล์มบางเซอร์โคเนียมไททาเนต (ZrTiO4 ) ถูกเคลือบบนกระจกสไลด์ แผ่นซิลิกอน และแผ่นสเตนเลสด้วยวิธีรีแอคตีฟแมกนีตรอนโคสปัตเตอริง วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ศึกษาผลของการเคลือบที่กระแสไฟฟ้าสูงโดยไม่ให้ความร้อนเทียบกับการเคลือบที่กระแสไฟฟ้าสูงและให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 600˚C โครงสร้างผลึก ลักษณะเฉพาะสมบัติทางไฟฟ้าและทางแสงของฟิล์มบางเซอร์โคเนียมไททาเนตถูกตรวจสอบด้วยการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (XRD) กล้องจุลทรรศน์แรง อะตอม (AFM) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดชนิดฟิลด์อิมิชชัน (FE-SEM) Precision 0 Parametric Analyzer และสเปคโตรโฟโตมิเตอร์ ตามลําดับ เมื่อฟิล์ม ZrTiO4 เคลือบที่กระแสไฟฟ้าสูงกว่า 2.0 A โดยไม่ทําให้ความร้อน พบโครงสร้างผลึกแบบออร์โธรอมบิก ระนาบ (111) เมื่อกระแสไฟฟ้าเท่ากับ 2.5 A โดยไม่ให้ความร้อน มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงและการสูญเสียไดอิเล็กตริกต่ำเท่ากับ 43.38 และ 0.003 ตามลําดับ สําหรับดัชนีหักเห (n) ค่าสัมประสิทธิrการดับสูญ (k) และความหนาแน่นของการบรรจุออปติคัลที่ความยาวคลื่น 650 นาโนเมตรมีค่าเท่ากับ 2.23, 0.008 และ 0.96 ตามลําดับ ในขณะที่แถบพลังงาน (Eg ) มีค่าประมาณ 4.07 eV จากการศึกษานี้พบว่าค่าดัชนีหักเหขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของการบรรจุออปติคัล ส่วนฟิล์ม ZrTiO4 ที่เคลือบกระแสไฟฟ้าสูงเท่ากับ 2.5 A และให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 600˚C มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง และการสูญเสียไดอิเล็กตริกต่ำเท่ากับ 81.39 และ 0.0018 ตามลําดับ ซึ่งมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงกว่างานวิจัยอื่น เนื่องจากระบบสปัตเตอริงมีพลังงานสูง