Rutile and anatase mixed crystal TiO thin films prepared by pulsed laser deposition

レーザー蒸着法で作製した二酸化チタンのルチル・アナターゼ混晶

北澤 真一; Choi, Y.*; 山本 春也; 八巻 徹也

Kitazawa, Sin-iti; Choi, Y.*; Yamamoto, Shunya; Yamaki, Tetsuya

レーザー蒸着法により二酸化チタン薄膜のエピタキシャル成長を行った。雰囲気酸素圧力,レーザー強度,蒸着基板による生成膜の結晶構造に対する影響を調べた。結晶構造は、X線回折法により評価し、-AlO基板ではルチルとアナターゼの混晶,LaAlO基板ではアナターゼとなる結果を得た。微結晶の大きさについては、回折ピークにシェラーの式を適用し、10nm程度との結果を得た。この大きさは、酸素圧力を上げると増加した。混晶成長の発生は、この過程が結晶格子のミスフィットと熱力学的安定性の競争過程であるからと考えられる。

The epitaxial growths of titanium dioxide (TiO) thin films were prepared by pulsed laser deposition. The dependences of the crystalline structure of prepared films upon buffer O gas pressure, laser power and substrate were studied. The crystalline structures were found by the X-ray diffraction method to be a mixture of rutile and anatase on -AlO, and anatase on LaAlO. The crystallite sizes were calculated to be about 10 nm by applying the Scherrer equation to the diffraction peaks. The sizes were increased by collisions between evaporated particles and O. The growth of mixed crystal is caused by the competitive process between lattice misfit-induced epitaxy and thermodynamic stability.