질소 도핑된 이산화티타늄 박막의 구조적 변화 = Structural Evolution of Nitrogen-doped Titanium-dioxide Thin Films

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We have grown nitrogen-doped titanium dioxide thin films by using DC magnetron sputtering methods. During the growth, the nitrogen flow was altered to adjust the amount of nitrogen into the titanium-dioxide films. By a comparative study of X-ray diffraction and Raman spectroscopy results, we found that the insertion of nitrogen led to a reduction in crystal size/volume, distortion of Ti-O bending, and displacement of Ti atoms. As the nitrogen flow was increased, the degradation of crystal quality became more severe. A blue shift of the optical energy bandgap was observed for the titanium-dioxide films with nitrogen, which is possibly related to quantum-confinement effects.

국문 초록 (Abstract)

직류 전류 마그네트론 스퍼터링 방법을 사용하여 질소가 도핑된 이산화 티타늄 박막을 성장하였다. 성장시 질소 유량을 바꿔가며 박막에 삽입되는 질소의 양을 조절하고자 했다. 이렇게 성장 시킨 박막을 엑스레이회절과 라만 분광 방법으로 분석하여서, 질소의 존재가 티타늄 이산화막의 결정 크기나 체적의 감소를 야기함과 동시에 티타늄 원자의 자리 옮김을 유도함을 확인하였다. 질소 유량이 늘어남에 따라 이산화 티타늄박막의 결정 결함의 정도는 더욱 심각해짐을 또한 관찰하였다. 이때 측정한 UV-Vis 결과에 따르면 질소유량 변화에 따라 박막의 에너지 청색 편이가 확인 되었는데, 이는 양자 크기 효과에 기인한 것으로 판단된다.

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