本實驗使用雙離子束濺鍍法以二氧化鈦為靶材，NaCl(100)單晶為基材成功地製備出奈米顆粒的一氧化鈦薄膜，部分薄膜試片再進行不同溫度之大氣、前置、真空熱處理，接著利用穿透式電子顯微鏡分析薄膜性質。
經選區電子繞射圖鑑定，可知薄膜經熱處理後發生相轉變，比對試片不同熱處理條件發現前置熱處理可以延緩相變化的發生；而真空熱處理則可以降低相變化發生的溫度。
實驗中發現一氧化鈦薄膜與銳鈦礦(Anatase)受到NaCl基材的影響，進行了奈米晶粒之布朗運動而轉動聚合，使所有一氧化鈦晶粒與NaCl之晶向關係為[001]TiO//[001]NaCl，而Anatase奈米晶粒則與NaCl共有四組晶向關係分別為A：[001]A//[001]NaCl，B1：[100]A//[001]NaCl；B2：[010]A//[001]NaCl，C1：[110]A//[001]NaCl；C2：[1 0]A//[001]NaCl，D1：[101]A//[001]NaCl；D2：[011]A//[001]NaCl，並且試片經退火後僅有A組晶向關係會維持至最後。而一氧化鈦與銳鈦礦之間的晶向關係則為(200)TiO//(200)A以及(020)TiO//(020)A。
由Anatase選區電子繞射圖與明視野圖，顯示當奈米晶粒長大後，Anatase會失去與NaCl基材之間的擇優取向，由繞射弧轉變成繞射環。表示晶粒大小會影響Anatase對基材的擇優取向，實驗中顯示Anatase的尺寸界限在10-30 nm之間。

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1、 簡介 1
1-1 TiO2結構與應用 1
1-2薄膜沉積機制 4
1-3離子束濺鍍 6
1-4文獻回顧 10
1-5實驗目的 14

2、 實驗步驟 15
2-1試片製備方法 15
2-2儀器分析 16
2-3試片熱處理 17
3、 實驗結果分析 18
3-1薄膜相變化分析 18
3-1.1 A組試片 18
3-1.2 B組試片 21
3-1.3 C組試片 23
3-1.4 D組試片 25
3-2薄膜之擇優取向與基材之晶向關係 26
3-2.1 TiO與NaCl基材之晶向關係與擇優取向 26
3-2.2 Anatase相與TiO之晶向關係 26
3-2.3 Anatase與NaCl基材之晶向關係與擇優取向 27
4、 討論 28
4-1粒徑效應 28
4-2 TiO、Anatase晶粒轉動與NaCl基材擇優取向 28
4-3 Anatase相的Variants數目及TiO與Anatase的競爭關係 30
4-4 TiO至Anatase的相變化路徑 30
4-5晶粒尺寸之變化 31
4-6 前置熱處理(pre-annealing) 32
4-7 真空熱處理 33
4-8顆粒之布朗運動 33
5、 結論 35
6、 未來方向 37
參考文獻 38

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