本研究利用磁控溅镀系统将TiO2和Fe2O3薄膜进行叠层成复合薄膜,此目的可使其能隙座落在可见光范围,且又可提升光催化效率。本研究将探讨TiO2/Fe2O3复合薄膜与Fe2TiO5薄膜之光催化特性,并解释其光催化机制。 TiO2薄膜由XRD分析为纯锐钛矿相;从FE-SEM影像可了解随着溅镀时间增加,TiO2薄膜之膜厚与粒径随之增加;成分分析结果为纯粹的Ti与O的成份,没有其它杂质;AFM所量测到的粗糙度是随着膜厚增加而愈粗糙;能隙大小和光催化效果则是与TiO2薄膜中的Ti3+/Ti4+比例有着极大的关连性。Fe2O3薄膜为纯赤铁矿相;从FE-SEM结果可观察到Fe2O3薄膜的膜厚随着时间增加而变厚,经EDS分析只有Fe与O的成份;Fe2O3薄膜因後退火之故导致表面粗糙度较无规则性;Fe2O3薄膜之光催化效率随着膜厚增厚而提升。 TiO2/Fe2O3复合薄膜分别为纯锐钛矿相与赤铁矿相;TiO2/Fe2O3能隙波段坐落於紫外光,Fe2O3/TiO2能隙波段则位於可见光范围;两种复合薄膜的光催化效果雷同,且皆优於单一TiO2或Fe2O3薄膜之光催化效率;推测其原因为电子与电洞可以在TiO2或Fe2O3之价带或导带间跃迁,降低电子与电洞复合的机率,进而提高光催化效能。Fe2TiO5薄膜藉由XRD分析为斜方晶系,能隙波段位於可见光范畴,光催化效率极好。Fe2TiO5薄膜之光催化机制与薄膜中所含有之Fe2+/Fe3+与Ti3+/Ti4+比例有关,利用元素间不同价态之电子转移,促进电子与电洞有效分离,以增进光催化效率。Fe2TiO5薄膜与TiO2/Fe2O3复合薄膜二者之光催化效率相仿。