Articolul precedent |
Articolul urmator |
291 1 |
Ultima descărcare din IBN: 2022-12-09 20:30 |
SM ISO690:2012 ШИКОВА, Т., ХОЛОДКОВ, И., ТАЛАНОВ, Е.. S.P 45 Исследование характеристик пленок оксида олова, полученных термическим окислением металлических пленок. In: Materials Science and Condensed Matter Physics, 13-17 septembrie 2010, Chișinău. Chișinău, Republica Moldova: Institutul de Fizică Aplicată, 2010, Editia 5, p. 321. |
EXPORT metadate: Google Scholar Crossref CERIF DataCite Dublin Core |
Materials Science and Condensed Matter Physics Editia 5, 2010 |
||||||
Conferința "Materials Science and Condensed Matter Physics" Chișinău, Moldova, 13-17 septembrie 2010 | ||||||
|
||||||
Pag. 321-321 | ||||||
|
||||||
Descarcă PDF | ||||||
Rezumat | ||||||
Оксид олова (IV) является широкозонным полупроводником n-типа. Тип и величина проводимости SnO2 определяется отклонением состава от стехиометрии, а именно дефицитом кислорода. Сочетание таких свойств как высокая прозрачность и проводимость, позволяет использовать пленки оксида олова в качестве прозрачных проводящих слоев, а чувствительность к состоянию поверхности – в качестве сенсорного материала резистивного типа в датчиках газов. Наряду с разнообразными вакуумными и иными методами получения оксидных слоев значительный интерес представляет отжиг в кислородсодержащей атмосфере конденсированных металлических пленок, который отличается простотой и большой технологической гибкостью, а также предоставляет широкие возможности для исследования процессов взаимодействия металл – кислород. Целью данной работы был поиск оптимальных режимов получения пленок оксида олова, обладающих максимальной прозрачностью и проводимостью. Пленки металлического олова получали методами термического испарения и магнетронного распыления. Окисление пленок проводили путем двухступенчатого отжига на воздухе при температуре 200ºС (1 час) и 400ºС (1 час). На разных этапах получения пленок SnO2 контролировали поверхностное сопротивление, спектральную зависимость коэффициента пропускания в видимом диапазоне и морфологию поверхности методом атомно – силовой микроскопии. Исследования показали, что структура пленок олова одинаковой толщины, нанесенных обоими методами, аналогична и представляет собой совокупность отдельных сферических образований, но пленки, полученные магнетронным распылением, являются более однородными по своей структуре и имеют значительно меньший размер частиц в плоскости поверхности: не более 250 нм против 500 – 800 нм для термического испарения. В случае магнетронного распыления шероховатость пленок более чем в 5 раз ниже, чем при термическом испарении. После первого этапа окисления при 200ºС в обоих случаях значительно увеличивается сопротивление пленок до 107 – 108 Ом и возрастает их прозрачность до 20 – 50 %. Это является результатом окисления металла до SnO. Второй отжиг при 400ºС приводит к снижению сопротивления до ~ 104 - 105 Ом, а прозрачность возрастает до 60 – 70 %. В пределах погрешности измерений сопротивление и прозрачность пленок, полученных разными методами, после отжига близки. Наблюдаемые результаты связаны с превращением SnO в SnO2 в соответствии с реакцией: 2 SnO → Sn + SnO2. Рост проводимости пленок оксида олова при температурах выше 200ºС связан с образованием нестехиометрического оксида с избытком атомов олова и ростом концентрации вакансий кислорода с увеличением температуры. Энергия активации проводимости, определенная из температурной зависимости, - порядка 1 эВ. Эта величина близка энергии образования вакансий кислорода, которая составляет 0,75 эВ. После второго отжига при температуре 400ºС не только увеличивается прозрачность образца, но и смещается край поглощения в сторону более коротких волн с ~ 400 нм до 300 нм. Это отвечает увеличению энергии межзонного перехода с 3,1 до 4,1 эВ. Влияние термической обработки на структуру пленки зависит от толщины пленки и режима отжига. При термическом окислении тонких (80 нм) пленок олова появляются признаки кристалличности и планаризация поверхности, которая может быть связана, как с выравниваем размеров отдельных частиц, так и с уплотнением их упаковки. При отжиге толстых (300 - 400 нм) пленок при 100°С наблюдается укрупнение частиц, при 400°С происходит макродеформация поверхности и уменьшение толщины пленки до 100 нм. |
||||||
|