Wpływ wygrzewania na właściwości powierzchni cienkich warstw na bazie wybranych tlenków metali

W pracy zbadano wpływ wygrzewania w wysokiej temperaturze na właściwości powierzchni cienkich warstw na bazie tlenków tytanu i wolframu. Cienkie warstwy dwutlenku tytanu (TiO2) i trójtlenku wolframu (WO3) naniesiono na podłoża z krzemionki amorficznej (SiO2) metodą parowania wiązką elektronową. Następnie próbki poddano wygrzewaniu w powietrzu atmosferycznym, do temperatury 800°C. Właściwości strukturalne powłok cienkowarstwowych TiO2 i WO3 określono przy użyciu metody dyfrakcji rentgenowskiej. Natomiast właściwości powierzchni cienkich warstw TiO2 i WO3 po naniesieniu oraz po wygrzewaniu, zbadano z wykorzystaniem mikroskopu optycznego, profilometru optycznego oraz stanowiska do pomiaru zwilżalności powierzchni. Pod wpływem wygrzewania poprocesowego nastąpiło przejście TiO2 i WO3 z fazy amorficznej w strukturę polikrystaliczną. W wypadku TiO2 otrzymano fazę anatazu, natomiast w wypadku WO3 strukturę jednoskośną. Cienkie warstwy TiO2 były jednorodne i ciągłe zarówno po naniesieniu, jak i po wygrzewaniu. Z kolei cienkie warstwy WO3 były jednorodne i ciągłe wyłącznie po naniesieniu, ponieważ po wygrzewaniu wystąpiła rekrystalizacja struktury powłoki. Zaobserwowano także znaczne zmiany topografii powierzchni oraz profili wysokości i chropowatości wygrzewanych powłok TiO2 i WO3. Zarówno po naniesieniu, jak i po wygrzewaniu, powierzchnie cienkich warstw TiO2 i WO3 były hydrofilowe.

---

The annealing influence on surface properties of titanium dioxide (TiO2) and tungsten trioxide (WO3) thin films obtained by electron beam evaporation method on fused silica substrates (SiO2) has been studied. TiO2 and WO3 thin films were annealed in atmospheric pressure at a temperature of 800°C. Structural properties of as-deposited and annealed samples were studied with the use of an X-ray diffractometer. Additionally, surface properties of as-deposited and annealed samples were examined by optical microscope, optical profilometer and tensiometer. TiO2 thin films were uniform and homogenous after deposition and annealing, contrary to WO3 thin films, which were uniform and homogenous only after deposition, annealing caused recrystallization of the thin film structure. Furthermore, significant changes to surface topography, altitude and roughness profiles of both annealed TiO2 and WO3 thin films have been observed. Either as-deposited and annealed TiO2 and WO3 thin films surfaces were hydrophilic.