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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 41, Number 5
JKCSEZ 41(5)
October 20, 1997 

Growth and Characterization of Ultra-Thin TiO2 Film on Mo(100) Surface

Mo(100) 표면에 TiO2 초박막의 성장과 특성
Dae Young Kim

초진공조에서 산소 분압, 1×10-6Torr, 하에서 Ti 금속을 Mo(100)에 증발시킴으로써 TiO2 초박막을 성장시켰다. Ti금속을 Mo(100) 표면에 증착시킨 시간에 따른 오제(Auger) 봉우리의 크기 변화율을 조사함으로써 Ti 금속의 증발 속도를 알아내고, 그것을 이용하여 TiO2 박막 성장시 박막의 두께를 조절하였다. 30 ML, 5 ML, 1.6 ML 두께의 TiO2 박막을 만들어 박막의 성장메카니즘, 박막의 화학적 조성, 박막의 표면 구조를 연구하였다. 박막의 성장 메타니즘은 층별 성장에 가까운 성장 방식인 것으로 설명할 수 있다. 박막의 화학적 조성은 본체 TiO2와 동일하였다. 박막의 표면은 (001) 평면이며, 고온 1200 K 에서 비가역적으로 부면화(faceting)한다. 박막으로부터 관찰된 저에너지 전자회절 무늬는 TiO2(001) 표면이 {011} 평면을 가진 부면을 형성하고 각 부면이 다시 TiO2(001) 평면에 대하여 (2√2×√2)R45°로 재건축한다는 것으로 설명될 수 있다. 박막은 1300 K 의 고온에서 얼마간 열적 불안정성을 보인다. Ar+ 이온으로 스퍼터링한 TiO2 박막에 대하여 XPS를 이용하여 역시 알아보았다.

Ultra-thin TiO2 films are grown on the Mo(100) surface using evaporated Ti metal under ambient O2 pressure. The thickness of the TiO2 film is controlled by the dosing rate of Ti metal over Mo(100) which is determined from the Auger signal changes with dosing time. 30 ML, 5 ML, and 1.6 ML thick films are prepared and used to determine the growth mechanism, the chemical composition, and the surface structure of the films. The growth mechanism of the TiO2 film on Mo(100) is observed to follow the layer-by-layer growth mechanism. The chemical composition of the film is found to be that of bulk TiO2. The surface plane of the film is (001), which facets irreversibly at 1200 K. The LEED pattern obtained from the film can be explained with the faceted surface with {011} planes reconstructed to (2√2×√2)R45° with respect to the TiO2(001) surface. The film is somewhat thermally unstable when annealed to 1300 K. The film sputtered with Ar+ ion is also studied by XPS.

223 - 233
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