Crystal Structure and Superhydrophilic Property of $TiO_2$ Thin Film Coated on Si(100) Wafer

Si(100) 기판 위에 코팅된 $TiO_2$박막의 결정구조와 초친수 특성

We have studied superhydrophilic properties of TiO₂thin films in relation with those crystal structures due to the heat treatments. Thin films were fabricated on Si (100) wafers using a conventional Sol-Gel method. Following drying and sintering processes, TiO₂film had an anatase phase with additional heat treatment at 500℃, an rutile phase at 1000℃, and a mixture of anatase and rutile phase at 750℃. All these films got hydrophilic even without any UV illumination. Especially the sample treated at 750℃ had a superhydrophilic contact angle of 5°. We suggested that the superhydrophilic films should have a mixture of anatase and rutile phase for the best performance. The hydrophilic TiO₂films were slowly degraded into the hydrophobic state in the dark room but quickly recovered back with les than 1 hour of UV illumination.

TiO₂박막의 초친수성 특성을 열처리에 따른 박막의 결정구조 변화와 연관지어 연구하였다. 박막은 Sol-Gel법을 이용하여 실리콘 (100)웨이퍼 위에 제조하였다. 1차 소결후, 500℃에서 후열처리한 시편은 anatase 상을, 1000℃에서 열처리한 시편은 rutile 상을 가지며 그 중판 온도인 750℃에서 열처리한 경우는 anatase와 rutile상이 혼재 되어 있다. 이 후열 처리한 시편들은 UV를조사하지 않아도 친수성을 보였고, 특히 750℃에서 열처리한 시편은 5°이하의 초친수성을나타내었다. 친수성을 가지는 시편들은 암실처리 중 서서히 퇴화되어 소수성을 띄게되지만, UV를 조사하면 1시간 이내에 급격히 초진수성을 회복하는 우수한 특성을 보였다.