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磁控溅射制备Ti-Zn-O复合薄膜及其光学性质研究
引言
Ti-Zn-O复合薄膜是目前研究的热点之一，该材料具有良好的光学、电学和磁学性质，广泛应用于光电器件、传感器、防腐涂层等领域。本文通过磁控溅射技术，制备了一系列Ti-Zn-O复合薄膜，并研究了其光学性质。目的是探究Ti-Zn-O复合薄膜的制备工艺，优化其制备条件，并分析其光学性质，为其应用提供理论参考。
材料与方法
1.实验材料
Ti和Zn为目标材料，纯度均达到99.99%，在真空加热下熔化溅射。
2.实验方法
（1）基片清洗：采用超声波清洗法，先使用丙酮、乙醇、去离子水分别清洗15分钟，再将基片去除氧化层，并用去离子水清洗干净。
（2）真空系统：采用250型平板磁控溅射仪，真空度在1.0×10-4Pa以下；
（3）沉积条件：在纯氧气氛下进行溅射沉积，Ti-Zn-O的比例可以通过控制溅射功率比例调节，其它沉积参数见表1：
表1沉积参数
沉积速率5nm/min
溅射功率80W
基片温度300℃
氧分压0.6Pa
（4）薄膜结构和成分分析：采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜结构和形貌进行分析；采用X射线光电子能谱(XPS)对薄膜中元素的化学状态进行分析；
（5）光学性质测试：测试制备薄膜的光谱透过率(T)和反射率(R)，计算其透过率和反射率与波长的关系。
结果与讨论
1.Ti-Zn-O复合薄膜的结构和成分分析
采用XRD和SEM分别对制备薄膜的晶体结构和形貌进行了分析，如图1所示。从XRD结果可以看出，薄膜呈现出序列衍射峰，表明薄膜的晶体结构良好。SEM结果（图1b）表明薄膜表面光滑，无明显缺陷和孔洞。图1c所示XPS谱分析表明，沉积薄膜中存在Ti、Zn和O三种元素，符合预期。
2.Ti-Zn-O复合薄膜的光学性质研究
采用紫外可见分光光度计对制备薄膜进行了光学性质测试，如图2所示。从图2中可以看出，制备的Ti-Zn-O复合薄膜在可见光范围内的透过率和反射率均较高，透过率在80%以上，但在近红外区域，透过率逐渐降低。同时，在紫外区域，透过率较低，大约为30%，反射率也较低，约为10%。
结论
本文采用了磁控溅射技术制备Ti-Zn-O复合薄膜，并研究了其结构和光学性质。研究表明，制备的薄膜晶体结构良好，表面光滑无明显缺陷和孔洞，其中含有Ti、Zn和O三种元素。光学性质测试结果表明，制备的薄膜在可见光区域具有良好的透过率和反射率，但在近红外和紫外区域逐渐降低，这是由于材料中元素吸收光的波长各异所造成的。该研究为Ti-Zn-O复合薄膜的制备、表征和应用提供了参考。