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本论文介绍了绿色镀膜玻璃的发展,对各类别节能镀膜玻璃膜系结构、光性能特点以及镀膜玻璃的制备方法进行了概括,阐述了未来绿色镀膜玻璃的发展趋势:采用低成本原材料和高效方便的制备工艺,制备具有复合型多功能薄膜具有更强的市场竞争力。CeO2-TiO2复合薄膜由于具有高的折射率,优异的紫外线吸收功能、高的电荷储存能力、好的电致变色可逆性,是节能智能镀膜玻璃的一种重要材料。 论文创新性地采用不同Ce/Ti摩尔比的CeO2、TiO2原材料进行混合、磨细、烧结CeO2-TiO2陶瓷靶材,采用磁控溅射法,在不同溅射条件下制备CeO2、TiO2、CeO2-TiO2薄膜。利用各种分析测试方法(SEM、TEM、XRD、XPS、Raman、UV-vis、薄膜分析仪等)对薄膜的结构与性能进行了全面研究,得出如下结论: 靶材的溅射由于Ce、Ti的原子序数不同,溅射阈不同而造成Ce的优先溅射,薄膜中的Ce/Ti摩尔比与实际靶材设计的Ce/Ti摩尔比高50%左右。 组成CeO2-TiO2混合薄膜颗粒粒径在纳米尺度范围3—50nm,与纯CeO2、TiO2薄膜相比,具有更小的表面粗糙度和更难结晶,这是由于异质材料晶界的相互干扰,使同质颗粒之间难于聚集而结晶长大,薄膜处于纳米晶或雏晶态,即使加热基片或薄膜进行热处理也无明显变化。纳米晶或雏晶态微粒尺寸效应,对薄膜的光学性能产生了较大的影响。 溅射薄膜的间接能隙进行了研究,发现Ce/Ti摩尔含量在0.8左右的CeO2-TiO2混合薄膜的间接能隙与纯CeO2、TiO2薄膜相比小很多,CeO2-TiO2薄膜间接能隙Eg=2.62±0.04 ev;CeO2薄膜Eg=3.08±0.02 ev;TiO2薄膜Eg=3.35±0.02 ev。混合薄膜的吸收边波长和截止波长大于纯CeO2、TiO2薄膜,并出现明显的带尾现象。能隙的变化主要由于(1)薄膜纳米晶尺寸效应;(2)掺杂效应。 由于混合薄膜间接跃迁的能隙较小,导致了吸收边向红外区迁移,使薄膜有很好的紫外线吸收功能。本论文的研究为磁控溅射法制备CeO2-TiO2薄膜提供了一定的理论和实践依据。