飞秒激光诱导硅周期性表面结构增强光催化活性

摘要： 激光诱导周期性表面结构（LIPSS）是一种自上而下的纳米/微结构制备方法，无需采用复杂的光刻工艺。该方法更简单且成本更低。本工作采用800纳米波长的飞秒激光脉冲在硅表面制备LIPSS，通过在结构化和非结构化硅片表面沉积二氧化钛薄膜制备光催化基底。涂层通过从钛靶材溅射而成，在两种不同氧气氛中完成：第一种情况溅射腔室氧压较高（3×10?2毫巴），第二种情况氧压降低一个数量级（2.1×10?3毫巴）。亚甲基蓝染料光催化分解研究表明，LIPSS存在时，高压和低压生长的二氧化钛薄膜催化活性分别提升2.1倍和3.3倍，这种光催化活性增强归因于有效表面积的扩大。对比实验显示，LIPSS表面生长的二氧化钛薄膜染料分解速率显著高于标准参照材料皮尔金顿Activ?薄膜。