摘要：目的通过对比不同溅射功率和氧气分压下氧化钛薄膜性能的变化规律,分析其力学性能和光学性能的关系。方法在室温条件下,采用直流反应磁控溅射技术在K9玻璃基底上沉积TiO2薄膜,通过紫外可见红外分光光度计和椭偏仪对薄膜的光学特性进行分析,通过微纳米压痕技术对薄膜的力学性能进行表征。结果在给定工艺参数范围内,薄膜的光学折射率与纳米硬度和弹性模量正相关,随着溅射靶功率的增大,所制备薄膜的折射率、纳米硬度和弹性模量随之增大,而薄膜的光学带隙则随着溅射功率的增大而下降。同时,O2流量对薄膜的光学性能和力学性能的影响更明显,在较低O2流量条件下（Q（Ar）/Q（O2）=10/1）,所制备薄膜的折射率减小而光学带隙变大,随着O2流量进一步减少（Q（Ar）/Q（O2）=20/1）,薄膜的折射率增大而光学带隙减小,但薄膜的纳米硬度和弹性模量随O2流量的减少而下降。结论磁控溅射沉积TiO2薄膜的折射率与其光学带隙反向相关,而仅在适量氧气条件下所制备的薄膜的力学性能与光学特性有相关性。

关键词：反应磁控溅射 氧化钛薄膜 折射率 纳米硬度 

单位：西安工业大学光电学院; 西安710021; 陕西应用物理化学研究所应用物理化学部级重点实验室; 西安710061