跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.134) 您好!臺灣時間:2025/12/21 15:37
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:周水源
研究生(外文):SHUI-YUAN ZHOU
論文名稱:膜厚對濺鍍製作二氧化鈦薄膜特性影響
論文名稱(外文):Effect of Film Thickness on the Properties of Sputtered Titanium Dioxide Films
指導教授:張慎周
指導教授(外文):Shang-Chou Chang
口試委員:葉昌鑫林天財
口試委員(外文):Chang-Sin YeTien-Chai Lin
口試日期:2019-07-04
學位類別:碩士
校院名稱:崑山科技大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:41
中文關鍵詞:二氧化鈦接觸腳角度粗糙度
外文關鍵詞:titanium dioxideContact angleroughness
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:141
  • 評分評分:
  • 下載下載:3
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:1
本研究為了讓二氧化鈦薄膜能提升其特性、觀察親水性效果,使用連續式濺鍍機台鍍製TiO2薄膜,分別為三種膜厚(膜厚5nm、膜厚15nm、膜厚50nm),在未以後處理及後製成方式下,保留原始Tio2之物理性質;當其在不同厚度時之特性分析進而比較而得到論證,以原子力顯微鏡(AFM)觀察微結構分析;以水滴角測試其親水性;以紫外-可見光(UV-VIS)光譜儀做光學特性分析。
由實驗數據可知,發現薄膜表面粗糙度分析下,5nm膜厚之粗糙度(RA=0.46 nm), 15nm膜厚之粗糙度(RA=0.39 nm),50nm膜厚之粗糙度(RA=0.86 nm),由此可知當膜厚為15nm時,其表面粗糙度較佳。
在其水滴角量測結果,發現在不同二氧化鈦薄膜表面,5nm膜厚之接觸角度(51.81度),15nm膜厚之接觸角度(51.60度),50nm膜厚之接觸角度(61.78度),由此可知當膜厚為5nm及膜厚為15nm時,其鍍膜表面接觸角度差異性不大,其接觸角度較膜厚50nm小,得知50nm親水性最差,薄膜結構差於膜厚5nm及膜厚15nm。
於紫外-可見光(UV-VIS)光譜儀做光學特性分析量測結果,發現5nm膜厚之可見光平均穿透率及近紅外線反射率(96.89%、10.81%), 15nm膜厚之可見光平均穿透率及近紅外線反射率(90.53%、13.16%),50nm可見光平均穿透率及近紅外線反射率(66.34%、21.41%),由,可知當膜厚為5nm之光學性質,略佳於膜厚為15nm時,但明顯優於50nm近30%,可得知當膜厚為5NM其可見光平均穿透率及近紅外線反射率較佳、15nm次之,但50nm時之表現較差。
綜合此次研究之實驗結果得知,當在未經後製成的二氧化鈦薄膜,鍍膜厚度於5nm時,其表面粗糙度較佳(0.39nm),其鍍膜表面與15nm接觸角度差異性不大,卻相較於50nm膜厚之接觸角度較小,由此可見,其為了保持其親水效果,不應採用TiO2膜厚為50nm之玻璃。
是故當以TIO2鍍膜之玻璃於不同膜厚度時,其所產生之光學及物理效應,會有顯著差異。

In order to allow the titanium dioxide film to enhance its characteristics and observe the hydrophilic effect, the TiO2 film was deposited by a continuous sputtering machine, which was three film thicknesses (film thickness 5 nm, film thickness 15 nm, film thickness 50 nm). In the treatment and post-production mode, the physical properties of the original Tio2 are retained; when the characteristics are analyzed at different thicknesses, the analysis is compared, and the microstructure analysis is observed by atomic force microscopy (AFM); the hydrophilicity is tested by the water drop angle; UV-visible (UV-VIS) spectrometer for optical characterization. From the experimental data, it was found that the roughness of the film surface roughness (RA=0.46 nm), the roughness of the film thickness of 15 nm (RA=0.39 nm), and the roughness of the film thickness of 50 nm (RA=0.86 nm). From this, it is understood that when the film thickness is 15 nm, the surface roughness is preferable.
In the measurement of the water drop angle, the contact angle of the 5 nm film thickness (51.81 degrees), the contact angle of the film thickness of 15 nm (51.60 degrees), and the contact angle of the film thickness of 50 nm (61.78 degrees) were found on the surface of different titanium dioxide films. It can be seen that when the film thickness is 5 nm and the film thickness is 15 nm, the contact angle of the coating film is not much different, and the contact angle is smaller than the film thickness of 50 nm. It is found that the 50 nm hydrophilicity is the worst, and the film structure is inferior to the film thickness of 5 nm and The film thickness was 15 nm.
The optical characteristic analysis results of UV-VIS spectrometer were used to find the average visible light transmittance and near-infrared reflectance (96.89%, 10.81%) of the film thickness of 5 nm, and the average visible light transmittance of the film thickness of 15 nm. And near-infrared reflectance (90.53%, 13.16%), 50 nm visible light transmittance and near-infrared reflectance (66.34%, 21.41%), it is known that when the film thickness is 5 nm optical properties, slightly better than the film thickness At 15 nm, it is obviously better than nearly 30% of 50 nm. It can be seen that when the film thickness is 5 NM, the average visible light transmittance and near-infrared reflectance are better, followed by 15 nm, but the performance at 50 nm is poor.
Based on the experimental results of this study, it is found that when the thickness of the titanium dioxide film is not 5 mm, the surface roughness is better (0.39 nm), and the contact angle between the coating surface and 15 nm is not much different. However, compared with the 50 nm film thickness, the contact angle is small, and it can be seen that in order to maintain its hydrophilic effect, glass having a TiO2 film thickness of 50 nm should not be used.
Therefore, when the TIO2 coated glass is used at different film thicknesses, the optical and physical effects produced by the TIO2 will be significantly different.

中文摘要....iii
英文摘要....vii
誌謝....v
總目錄....ixii
表目錄....ix
圖目錄....x
第一章、緒論....1
1.1 前言....1
1.2 研究動機....7
1.3 相關文獻回顧....10
第二章、學理綜述....13
2.1 二氧化鈦結構簡介....13
2.2 光觸媒原理....15
2.3 親水性及疏水性原理....16
第三章、TiO2實驗步驟與機台設備....17
3.1 實驗流程....17
3.2 實驗流程圖....19
3.3製程材料....20
3.4 基板清洗....21
肆、結果與討論 ....31
4.1 TiO2薄膜表面粗糙度-原子力顯微鏡....31
4.2 TiO2薄膜光學性質分析-紫外光/可見光光譜儀....33
4.3 TiO2薄膜接觸角量測-接觸角量測儀....35
第五章、結論....37
參考文獻....40
表目錄
表3.1 濺鍍機臺-靶材參數....23
表3.2 連續式濺鍍機臺TiO2製程參數....24
表4.1 TiO2鍍膜的平均粗糙度....32
表4.2 TiO2薄膜接觸角量測分析....34
表4.3 TiO2薄膜光學性質量測值分析....36
圖目錄
圖1.1 2019.04.17-行政院環保署空氣品質資料(台南)....4
圖1.2 自潔玻璃滴水示意圖....6
圖1.3 台中航空站運用LOW-E玻璃....8
圖2.1 TiO2光觸媒化學反應分解公式....15
圖3.1 實驗試片結構圖....17
圖3.2 實驗流程....19
圖3.3 實驗流程及特性分析示意....20
圖3.4 基板鍍製示意....21
圖3.5 直列式濺鍍機臺工作系統....25
圖3.6 直列式濺鍍機台示意圖....26
圖3.7 光譜儀....27
圖3.8 原子力顯微鏡....28
圖3.9 接觸角量測儀....29
圖4.1 多功能掃描探針顯微鏡- TiO2薄膜表面粗糙度分析....31
圖4.2 TiO2薄膜接觸角量測....34
圖4.3 TiO2薄膜光學性質量測....35

[1] 劉怡亭,空污政策12年一步?我們還有多少個12年,臺灣大學社會科學院風險社會與政策研究中心, https://rsprc.ntu.edu.tw/zh-tw/m01-3/air-pollution/839-air-pollution-12years.html,2017.12.05。
[2]空汙危機三大元素過量恐傷身,華人健康網路官方網站,https://www.top1health.com/Article/335/20034?page=2。
[3]行政院環保署官方網站,空氣品質監測資料,https://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/tabTaqmplat.aspx,2019.04.17。
[4]蘇盛、陳金富、段獻忠,全球暖化與電力系統的影響綜述,電網技術,第34卷第2期,2010.02。
[5]自潔玻璃淺談生活的好幫手,自潔玻璃元璋玻璃電子報,第13期,2014.11.11。
[6] 台玻集團官方網站,低輻射玻璃,http://www.taiwanglass.com/product_list.php?sid=197。
[7]徐偉軒,氧化銦錫/氧化鋅鋁雙層膜在低輻射玻璃的應用,碩士學位論文,P64~64,2013.7。
[8]劉朝暉及屈淩波,奈米TiO2膜制備與光催化降解CHCl3,學術論文,2006.03.08。
[9]嚴昌生,二氧化鈦薄膜之研究,國立交通大學電子研究所,碩士論文,1991.07。
[10] 陳景雪,奈米名人堂,寰宇視野有限公司,第52-1期,P48-49,2012.07。
[11] 呂宗昕,奈米科技與二氧化鈦光觸媒,科技大觀園網站,https://scitechvista.nat.gov.tw/c/s9Lg.htm,2004.04.12。
[12]盧泓、蔡嘉恩,二氧化鈦光觸媒的應用,台灣產業服務基金會官方網站,https://proj.ftis.org.tw/eta/epaper/PDF/ti101-1.pdf。
[13] 洪善筑應用二氧化鈦奈米結構於光催化之研究,虎尾科技大學電子工程研究所,碩士學位論文,103.07。
[14]親水性,高雄市教育局官方網站科展共同討論區,http://class.kh.edu.tw/15023/forum/subject_content/101,2017.01.20。
[15]親水性,華人百科,https://www.itsfun.com.tw/%E8%A6%AA%E6%B0%B4%E6%80%A7/wiki-7373655-5658235。
[16] M.E. Simonsen, Z. Li, E.G. Søgarrd, Influence of the OH groups on the photocatalytic activity and photoinduced hydrophilicity of microwave assisted sol-gel TiO2 film, Appl, Surf. Sci. 255 ,2009 。
[17] Chemistry ,Journal of Photochemistry & Photobiology A: 367 397–405,2018。

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊