Abstract
Pure $TiO_2$and 10 mol % Pb-doped $TiO_2(Pb_xTi_{1-x}O_2$(x = 0.1)) powder and thin films have been prepared by the sol-gel method. Titanium isopropoxide and ethanol are used for pure $TiO_2$, lead acetate trihydrate and titanium triisopropoxide monoacethylacetonate are used for Pb-doped $TiO_2$, respectively. Films are coated on p-type Si(100) wafer and ITO glass substrates by the sol-gel spin-coating method. The powder and multi-coated films are annealed at different temperature (400~$800^{\circ}C$) for phase formation and crystallization. TGA/DTA, XRD analysis, SEM and UV-visible transmission spectroscopy have been used to study the characteristics of the powder and films. XRD results show that the films are polycrystalline, anatase type and oriented predominantly to the A(101) plane. A slight shift in the d-spacing for the Pb-doped film indicates the incorporation of the Pb into $TiO_2$lattice. A shift of the absorption wavelength in the transmission spectrum towards longer wavelength has been observed about $Pb_xT_{1-x}O_2$(x = 0.1) thin film, which indicates a decrease in the bandgap of $TiO_2$upon Pb-doping.
sol-gel 방법으로 순수한 $TiO_2$와 Pb가 10 mol % 첨가된 $TiO_2(Pb_xTi_{1-x}O_2$(x = 0.1)) 분말과 박막을 제조하였다. $TiO_2$제조에는 titanium isopropoxide와 ethanol이 $Pb_xT_{1-x}O_2$(x = 0.1) 제조에는 lead acetate trihydrate와 titanium triisopropoxide monoacethylacetonate이 사용되었다. P-type Si(100) wafer, ITO glass 기판 위에 sol-gel spin-coating방법으로 박막을 형성시켰으며 상(phase)의 형성과 결정화를 위해서 400~$800^{\circ}C$에서 열처리하였다 준비된 분말 및 박막의 특성은 TGA/DTA, XRD, SEM, UV-visible spectrometer를 이용하여 검토하였다. XBD 측정 결과 A(101)면으로 우선 배향된 다결정성 anatase 형의 분말 및 박막을 얻을 수 있었고 Pb가 첨가된 박막에 대한 d-값의 작은 변화가 관측되었는데 이는 Pb가 $TiO_2$살창으로 들어왔음을 의미한다. UV-visible투과 스펙트럼측정 결과에 의하면 Pb가 첨가된 박막에서 투과 스펙트럼의 흡수파장이 장파장쪽으로 이동하는데 이는 Pb가 첨가되면 밴드 갭의 축소가 일어남을 의미한다.
