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基材偏壓效應對碳摻雜二氧化鈦薄膜共濺鍍之結構與性質之研究

為了解決gpa換算器的問題，作者林光彥 這樣論述：

近來許多文獻嘗試利用摻雜的方式，提升二氧化鈦(TiO2)的光觸媒性質，藉由碳摻雜二氧化鈦(carbon-dope TiO2)可有效縮小能隙(bandgap)而達到紅移的效果，而使薄膜的光吸收範圍從紫外光偏移至可見光，大部分的研究都著重在光學性質方面，本研究則進一步探討其電性與機械性質。本實驗應用反應式磁控濺鍍製備摻碳的二氧化鈦薄膜，並在室溫下改變不同基材偏壓，生成混合相的二氧化鈦薄膜，發現離子轟擊效應可使薄膜的硬度提升、表面粗糙度下降、電阻值降低，在適度偏壓大小下(-150 V)，硬度從6 GPa上升至16.9 GPa、表面粗糙度從2.72 nm下降至0.33 nm，電阻值由2.16 ohm

-cm降至7.1E-2 ohm-cm，而過高偏壓則有反濺鍍(Re-sputter)、Ar離子植入等影響，使膜厚上升及殘留應力改變。霍爾效應(Hall effect)量測發現摻碳的二氧化鈦薄膜有電性轉換的現象，在不同製程參數下可以改變為P型或N型半導體，並經由光電子能譜儀(XPS)分析二氧化鈦和碳之間的鍵結關係，歸納電性轉換的原因。而後選定最佳化偏壓參數(-150 V)分別在氧化(O2)及還原(H2)氣氛下退火，氧化氣氛下維持N型半導體，而還原氣氛下轉變為P型半導體。