增透薄膜由于可提升光的透过率,被广泛用于太阳能光伏玻璃以及光学器件上以提升对光的利用率。在众多的增透膜材料中,TiO2具有光照亲水性、高折射率等优势。其传统的制备方式为溶胶-凝胶法、磁控溅射法等。近年来,常压等离子体增强化学沉积由于其沉积速率高、可连续化生产以及低能耗环保等优势备受瞩目。双环常压等离子体炬可在开放空间连续高速沉积,基底的适用性广,具有较好的应用潜力与研究价值。本实验通过采用双环射频等离子体炬结合移动平台,利用四异丙醇钛（TTIP）作为钛源,与氩气（Ar）与氧气（O2）按照一定比例混合进行沉积,探究了静态点沉积、动态线沉积和面沉积过程,并在石英基片上沉积出具有较好增透效果的TiO2薄膜。主要研究内容包括:（1）沉积过程中的等离子体电学诊断、发射光谱以及温度变化;（2）不同时长点沉积、线沉积的沉积速率、透射率的空间分布、亲水性能以及表面形貌;（3）不同移动间隔的空间透射率分布;（4）前后处理因素对薄膜透射性能、亲水性能以及表面形貌的影响;（5）TiO2增透薄膜的透射性能、表面结构、结晶情况等结构特性表征。结果表明,所制备的TiO2薄膜可提升3%左右的透射率和超亲水特性,具有良好的应用前景。实验首先对沉积过程进行了等离子体诊断。诊断结果表明,双环射频等离子体炬在沉积过程中,放电呈现为典型的容性放电,电压峰-峰值为1400 V,电流峰-峰值为1.7A。在放电过程中,未通入TTIP单体时,等离子体发射光谱主要存在Ar、O的原子峰,当通入TTIP单体后,在300～550 nm出现了强烈的Ti原子峰,并且随着沉积时长的增加,Ti的原子峰强略微增强。整个沉积过程中,腔体温度保持在140～160℃,基板温度保持在70～90℃。通过紫外-可见透射光谱、台阶仪以及水接触角测量仪对点沉积、线沉积过程进行了研究。静态点沉积的薄膜显示出等离子炬主要沉积区域集中在腔体内部靠近电极处;随着沉积时长的增加,出现环状的薄膜,透射率在环状区域内下降明显,亲水性能随沉积时长增加而上升。动态线沉积薄膜显示了在不同时长沉积下,透射率先提升,后随薄膜的增厚而下降的变化规律,控制沉积时长可得到透射率较为均匀的薄膜。动态线沉积薄膜的亲水性能同点沉积相似,随着沉积时长的增加显示出超亲水性能。对不同时长的样品的SEM图像表征显示,60 min以内沉积的薄膜颗粒大小均匀且排布紧密。为得到均匀平面TiO2增透薄膜,对动态线沉积厚度分布进行高斯曲线拟合,结合Matlab拟合与沉积实验结果得到最优移动间隔为2.5～8 mm,基于这一结果,后续动态面沉积实验间隔选择为3 mm。通过紫外-可见光谱、水接触角测量仪以及扫描电子显微镜,研究了不同功率以及等离子体前后处理方式对沉积薄膜结构特性的影响,结果显示,最佳沉积功率为80～100 W,等离子体前后处理获得薄膜表面形态更加均匀。在此条件下制备的TiO2增透薄膜透射率提升3%左右,其带隙为3.4 e V,表面形貌较为均匀,颗粒排布紧密,团簇粒径大小主要分布于100～200 nm。拉曼光谱显示其为无定型TiO2,XPS分析显示,薄膜内部主要存在Ti 2p、O 1s以及C 1s。薄膜展现了超亲水的特性。综上所述,本文研究了TTIP/Ar/O2双环常压射频等离子体炬的静态点沉积、动态线沉积及面沉积过程,连续沉积出由100～200 nm均匀分布的纳米颗粒组成的无定型TiO2薄膜,研究结果显示,该薄膜透射率提高3%左右,并具有超亲水效果,显示了良好的应用前景和探究意义。