摘要：目的研究不同溅射方法和基体材料对沉积氧化钛薄膜的晶体结构、化学价态、表面形貌的影响。方法采用高功率脉冲磁控溅射（HPPMS）和直流磁控溅射（DCMS）在316L不锈钢和硅片表面制备了氧化钛薄膜。采用等离子光发射谱检测了沉积薄膜时的等离子体特征。采用x射线衍射仪（xRD）、x射线光电子能谱（xPs）、原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM），分别评价氧化钛薄膜的晶体结构、化学价态、晶粒尺寸和表面粗糙度。结果等离子体特征显示，沉积氧化钛薄膜时，HPPMS比DCMS具有更高的离化率和等离子体密度。XRD结果显示，在相同的平均溅射功率下，采用HPPMS和DCMS方法，均在不锈钢表面制备出纯金红石结构的氧化钛薄膜，而在硅片表面得到的氧化钛薄膜为金红石、锐钛矿混合结构，且采用HPPMS比DCMS技术制备的氧化钛薄膜含有更高的金红石含量。XPS结果显示，两种方法在所有基体表面均制备出了含有氧缺位的氧化钛薄膜。采用HPPMS和DCMS制备氧化钛薄膜时，不锈钢基体沉积的薄膜中，Ti^3＋／Ti4＋比值均高于si基体上的薄膜。SEM和硬度测试结果显示，HPPMS制备的氧化钛薄膜为等轴晶，晶粒较小，硬度较高。DCMS制备的氧化钛薄膜具有柱状晶的结构，晶粒较大。AFM的结果显示，采用不同溅射方法制备的氧化钛薄膜表面粗糙度没有明显差别。结论不同溅射方法和基体材料导致了薄膜沉积时样品表面离子轰击能量的差异，因此影响了氧化钛薄膜的晶体结构、化学价态和晶粒尺寸。

关键词：氧化钛薄膜 高功率脉冲磁控溅射 直流磁控溅射 基体 晶体结构 

单位：西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室; 成都610031; 西南交通大学物理科学与技术学院; 成都600031