Структура, электрические и газосенсорные свойства пленок на основе оксидов олова и индия, легированных Y, Zr и Si тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Ремизова Оксана Ивановна
- Специальность ВАК РФ01.04.07
- Количество страниц 120
Оглавление диссертации кандидат наук Ремизова Оксана Ивановна
Введение
1 Литературный обзор
1.1 Методы получения оксидных пленок
1.2 Структура пленок в зависимости от методов получения
1.3 Механизмы электропроводности полупроводниковых
оксидных пленок
1.4 Влияние структуры оксидных пленок на процесс
переноса электрического заряда
1.5 Механизм влияния различных газов на электропроводность оксидных пленок
1.6 Чувствительность различных оксидов к газам
2 Методика эксперимента
2.1 Получение аморфных оксидных пленок
2.2 Методика определения состава полученных образцов
2.3 Методика нанесения палладия на поверхность образцов
2.4 Методика измерения электросопротивления
2.5 Метод измерения эффекта Холла и термоэдс
3. Структура пленок(Snloo-xSix)O2-у, ^пю0^ГхР2-у, ^пш^хР2-у и
(М^о^^хР^^ в исходном состоянии и после термической обработки
3.1 Структура пленок на основе оксида олова, легированного
кремнием
3.2 Структура пленок на основе оксида олова, легированного цирконием
3.3 Структура пленок на основе оксида олова, легированного
иттрием
3.4 Структура пленок на основе оксида индия, легированного
иттрием
3.5 Обобщение полученных результатов структурных преобразований пленок ^пш^хР2-у, ^пш^ГхР2-у, ^пш^хР2-у и (Мш^хРи-у
4. Электрические свойства пленок (Sn100-xSix)O2-у, ^п100-^гхр2-у, ^П100^хР2-у и (Inl00-xYx)Ol,5-у
4.1 Электрические свойства пленок на основе оксида олова, легированного кремнием
4.2 Электрические свойства пленок на основе оксидов олова, легированных цирконием
4.3 Электрические свойства пленок на основе оксидов олова, легированных иттрием
4.4 Электрические свойства пленок на основе оксидов индия, легированных иттрием
4.5 Обобщение полученных результатов для пленок (Sn100-xSix)O2-у, ^П!00^ГхР2-у, ^пш^хР2-у и (1пШ-хУх)01,5-у
5 Влияние водорода на электрические свойства пленок ^пш^хР2-у, ^пш^ГхР2-у, ^пш^хР2-у и (1пШ-хУхРи-у
5.1 Влияние водорода на электрические свойства пленок ^Пш^ХР2-У
5.2 Влияние водорода на электрические свойства пленок ^ПЮ0^ГХР2-У
5.3 Влияние водорода на электрические свойства пленок
^П!00-ХУХР2-У
5.4 Влияние водорода на электрические свойства пленок (Мш-хУхРи-у
5.5 Обобщение полученных результатов газовой чувствительности пленок ^П100^хР2-у, ^П100^ГхР2-у, ^П100-хУхР2-у и (1пШ-хУхР1,5-у
Заключение
Список литературы
Введение
Актуальность темы. В настоящее время в связи с перспективой использования молекулярного водорода как альтернативного источника энергии относительно органического топлива необходимо активизировать поиск новых веществ, которые могут использоваться в качестве датчиков водорода в различных газовых средах и в вакууме. Использование водорода в качестве экологически чистого источника энергии связано с некоторыми рисками при хранении, транспортировке и эксплуатации применяющих его установок. Это определяет необходимость создания датчиков водорода. Для обнаружения водорода, а также других опасных газов (СН4, ТО, С02, и др.) целесообразно использовать полупроводниковые оксиды металлов, чувствительность которых очень сильно зависит от структуры. Как правило, такие материалы дополнительно активируют палладием.
Наиболее высокой чувствительностью к газам обладают поликристаллические пленки, при этом чувствительность максимальна при размерах зерна порядка нескольких нанометров. Чувствительность материала повышается за счет роста влияния межзеренных границ, площадь которых существенно возрастает при размерах зерен 10 ^ 20 нм. Кроме того, максимальная газовая чувствительность наблюдается при повышенной температуре, которая определяется как рабочая. Однако при увеличении температуры может начаться рост кристаллических зерен, что приводит к нестабильности электрических свойств. Заметим, что уменьшение размера зерна увеличивает склонность поликристаллического материала к рекристаллизации. Одним из возможных направлений оптимизации физико-химических свойств и структуры функциональных сенсорных сред является процесс управляемой кристаллизации тонких пленок. Однако, условия образования аморфной структуры пленок широкозонных полупроводников при их легировании различными элементами, влияние количества и типа примеси на процессы кристаллизации и стабильность нанокристаллической структуры в настоящее время недостаточно изучены и систематизированы. Одним из
значимых факторов, влияющих на процессы формирования структуры является способность легирующих элементов образовывать твердые растворы и химические соединения с материалом пленки. Кроме того, легирующие элементы влияют на основные электрические свойства широкозонных полупроводников, которые определяют возможность их использования в качестве функциональных материалов резистивных газовых датчиков.
Предложенные в работе легирующие элементы Ъг и Si) позволяют определить влияние различных факторов на структурные преобразования, электрические свойства и чувствительность к водороду тонкопленочных полупроводниковых оксидных соединений ^п02 и 1п203), полученных методом ионно-лучевого реактивного распыления. Использование единообразного способа получения образцов, идентичных условий измерения и обработки результатов позволяет проводить качественный и количественный сравнительный анализ полученных результатов. С учетом всего вышесказанного представленная диссертационная работа является актуальной.
Цель работы - установление влияния легирования Y, Ъг и Si на структуру, электрические свойства и чувствительность к водороду пленок оксидов олова и индия.
В рамках поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1. Синтез пленок оксида олова, легированных Y, Ъг и Si и оксида индия, легированных Y, с различным содержанием легирующих элементов методом реактивного ионно-лучевого распыления составных металлических мишеней соответствующего состава.
2. Установление фазового состава и структуры пленок в зависимости от содержания легирующих элементов и параметров термической обработки.
3. Определение механизма электропереноса в пленках ^п100-^х)02-у, ^п100-:хЪгх)02-у, ^п100-хУх)02-у и (1п100-хУх)01,5-у в зависимости от параметров предварительной термической обработки.
4. Изучение влияния газовой среды на электропроводность пленок ^п100-xSix)O2-у, ^пш^гх)02-у, (Snlоо-xYx)O2-у и (Ъюо^хР^-у при различных температурах.
Научная новизна работы:
1. Установлено, что пленки оксида олова, легированные Y, 7г, Si и оксида индия, легированные Y при относительной концентрации атомов металла 1,2 ^ 14,4 ат.%, 1,8 ^ 11,7 ат.%, 1,8 ^ 11,7 ат.% и 0,6 ^ 4,7 ат.% соответственно, имеют аморфную структуру.
2. Температура начала кристаллизации в пленках ^п100-Х^Х)О2-у и (1п 100-^Х)О1;5-у возрастает с увеличением относительной концентрации примеси, в пленках ^п100-^гХ)О2-у, ^п100-ХТХ)О2-у при изменении концентрации примеси температура начала кристаллизации не изменяется.
3. Установлено, что основным механизмом электропроводности аморфных пленок (1п100-^Х)О1;5-у при комнатной температуре является прыжковая проводимость электронов с переменной длиной прыжка по локализованным состояниям, лежащим в узкой полосе энергий вблизи уровня Ферми, и увеличение концентрации Y приводит к уменьшению плотности электронных состояний на уровне Ферми в результате увеличения степени окисления компонентов пленки при реактивном распылении составной мишени In+Y.
4. После кристаллизации пленок оксида олова, легированного Si, 7г и Y, процесс электропереноса при температурах, близких к комнатной, является термоактивационным с энергией ~ 0,1 эВ, ~ 0,8 эВ и ~ 0,5 эВ, соответственно.
5. Электрическое сопротивление кристаллической пленки ^п100-ХуХ)О2-у с концентрацией Y ~ 3 ат.% в инертной среде в температурном диапазоне 200 - 350 0С увеличивается при добавлении водорода, что связано с акцепторными
3+
свойствами Y относительно SnO2.
Практическая значимость работы:
1. Пленки оксида олова, легированные Y с относительной концентрацией от 1,2 до 14,4 ат.%, 7г от 1,8 до 11,7 ат.% и Si от 1,8 до 11,7 ат.% и оксида индия,
легированные Y от 0,6 до 4,7 ат.% после кристаллизации обладают высокой чувствительностью к водороду.
2. Кристаллическая пленка (1п95,3У4,7)01,5-у при Т=250 0С имеет относительное изменение сопротивления 24000% в воздушной среде с содержанием водорода 7,6 Торр и обратимое изменение сопротивления в воздушной среде до температуры 2000С.
Основные результаты и положения, выносимые на защиту:
1. Пленки оксида олова, легированные Y, Ъг и 81 и оксида индия, легированные Y в исследуемых диапазонах концентраций, полученные методом ионно-лучевого реактивного распыления составных металлических мишеней, имеют аморфную структуру.
2. Увеличение концентрации легирующего элемента в пленках ^п100-х^х)02-у и (1п100-хУх)015-у приводит к повышению температуры начала кристаллизации и основными структурными составляющими являются предельные оксиды SnO2 и 1п203, соответственно.
3. Изменение концентрации легирующего элемента в пленках ^п100-^гх)02-у, ^п100-хУх)02-у не приводит к повышению температуры начала кристаллизации, и основными структурными составляющими являются различные оксиды олова. Кристаллическая фаза на основе легирующего элемента была обнаружена только в пленке ^П8вУ12)02-у.
4. Основным механизмом электропроводности пленок (1п100-хУх)015-у с аморфной структурой при комнатной температуре является прыжковая проводимость электронов с переменной длиной прыжка по локализованным состояниям, лежащим в узкой полосе энергий вблизи уровня Ферми.
5. После кристаллизации пленок оксида олова, легированного Si, Ъг и Y энергия активации носителей заряда определяется видом легирующего элемента и составляет ~ 0,1 эВ, ~ 0,8 эВ и ~ 0,5 эВ, соответственно.
6. Пленки оксида олова, легированные Y, Ъг и 81 и оксида индия, легированные Y в исследуемых диапазонах концентраций после кристаллизации проявляют газовую чувствительность по отношению к водороду.
7. Обнаружено увеличение электрического сопротивления пленки ^п9^3)02-у в температурном диапазоне 200 - 350 0С при добавлении водорода в инертную среду.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физика конденсированного состояния», 01.04.07 шифр ВАК
Сегнетоэлектрические пленки титаната-станната и титаната-цирконата бария для сверхвысокочастотных применений2022 год, кандидат наук Сапего Евгений Николаевич
Влияние стехиометрии оптически прозрачных проводящих пленок оксидов индия и олова на их электрофизические и оптические свойства1998 год, кандидат физико-математических наук Гончар, Лариса Исхаковна
Технология и свойства пленок оксида цинка для тонкопленочных солнечных модулей2017 год, кандидат наук Кашкул Имад Нсаиф Кашкул
Влияние структуры на электрические свойства систем In2O3/ZnO, In2O3/SnO2, In2O3/Co40Fe40B20-SiO22016 год, кандидат наук Жилова, Ольга Владимировна
Синтез и свойства тонкопленочных гетероструктур на основе металлов и их оксидов, проявляющих нелинейные свойства2005 год, доктор химических наук Ховив, Александр Михайлович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура, электрические и газосенсорные свойства пленок на основе оксидов олова и индия, легированных Y, Zr и Si»
Апробация работы
Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались на научных семинарах кафедры физики твердого тела Воронежского государственного технического университета, а также на Десятой Всероссийской Научной Конференции Студентов-физиков и молодых ученых (Москва, 2004 г.), на 5-ой международной конференции «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении» (Воронеж, 2004 г), на The XXI International Conference on Relaxation Phenomena in Solids (Россия, Воронеж, 2004 г.), на Одиннадцатой Всероссийской Научной Конференции Студентов-Физиков и Молодых Ученых (Екатеринбург, 2005 г.)
Публикации
По теме диссертации опубликовано 10 научных работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Обсуждение полученных результатов и подготовка работ к печати проводились при участии доктора физико-математических наук, профессора Калинина Юрия Егоровича, доктора физико-математических наук, доцента Ситникова Александра Викторовича.
Личный вклад автора
В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежит: синтез тонкопленочных образцов, аттестация структуры образцов методами рентгеновской дифракции, разработка методик проведения экспериментов, непосредственное проведение экспериментов, обработка экспериментальных результатов средствами вычислительной техники, участие в обсуждении результатов эксперимента и их оформление в виде научных публикаций.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 102 наименований. Диссертация изложена на 120 страницах, содержит 64 рисунка и 6 таблиц.
1 Литературный обзор
1.1 Методы получения оксидных пленок
Все методы получения тонких пленок можно разделить на физические (конденсационные) (PVD - Physical Vapour Deposition) [1], химические [2-3] и газофазные химические методы (CVD) [4-6], являющиеся промежуточными между физическими и химическими, так как реализация процесса напыления связана с переводом вещества в газоообразное состояние и затем, в ходе химической реакции, происходит его выделение на подложке. Методы получения пленок могут различаться скоростью образования покрытий и диапазоном достигаемых толщин. Для PVD и CVD скорости осаждения могут находиться в пределах 1...1000 мкм/ч, а толщина получаемых образцов составляет 0,01.. .10 (100) мкм. При использовании химических методов скорости составляют 100.1000 мкм/ч, а толщина пленок 0,1.1000 мкм; взрывные (детонационные) и плазменные методы позволяют осаждать образцы со скоростью до 10.100 мм/ч и получать пленки толщиной 0,1.10 мм.
Подложки для получения пленок также должны соответствовать определенным требованиям. Основными из них являются требования к механическим, химическим, физическим и кристаллографическим свойствам [7]. К механическим свойствам можно отнести чистоту обработки, шероховатость, механическую прочность, твердость, коэффициент термического расширения и др. К химическим - устойчивость подложек к очистке перед нанесением пленок, способность к взаимодействию с пленкой при ее изготовлении и использовании с образованием твердых растворов, поверхностных фаз и т.п. или же, наоборот, полную индифферентность по отношению к материалу пленки. Из физических свойств следует отметить температуру плавления и рекристаллизации, так как эти процессы, как правило, не должны происходить при получении и дальнейшей термообработке пленок. Кристаллографические характеристики имеют значение при получении качественных ориентированных покрытий, когда необходимо,
чтобы параметры кристаллической решетки пленки и подложки практически совпадали.
Физические методы можно разделить в соответствии со способом активации и предварительного перевода материалов в газовую фазу. Можно выделить следующие способы [8-13]:
1. Напыление нейтральными частицами, когда распыление мишени происходит при выбивании ускоренным потоком заряженных ионов (чаще всего это Аг+ с энергией 0,1-10 кэВ). К этим способам относятся магнетроны (сверхвысокочастотные (СВЧ) колебания в этих устройствах накладываются на скрещенные электрическое и магнитное поле, в результате чего заряженные частицы движутся по сложным спиралевидным траекториям, и разгоняются до высоких энергий) [14-16], ионно-лучевое распыление [17], диодные и триодные системы. Последние используют дополнительный ускоряющий и управляющий электрод.
2. Напыление заряженными частицами (в процессе нанесения плазма взаимодействует с поверхностью растущей пленки и ионы нейтрализуются непосредственно на подложке). К этим способам получения относится осаждение в тлеющем, магнетронном и дуговом разрядах [18].
3. Термическое напыление. Это собственно термическое, пламенное, взрывное испарения, нагрев в световой дуге, а также плазменное распыление.
При конденсации заряженных частиц энергия осаждающихся частиц в 10100 раз выше, чем при использовании термического напыления, поэтому, соответственно, адгезия получаемых пленок значительно больше.
Химические газофазные методы по способу активации и предварительного перевода вещества в газообразное состояние могут быть термическими, плазменными, фотонными, лазерными и т.п. Одним из достоинств газофазных способов является возможность получения больших по размеру и однородных по толщине поверхностей пленок с заданной толщиной [19]. Осуществлять контроль толщины покрытий в процессе синтеза можно спектрофотометрическим методом,
путем измерения изменения частоты кварцевых резонансных пластин-свидетелей в зависимости от толщины покрытия, гравиметрически и т.д.
Рассмотрим подробнее некоторые методы получения тонких пленок.
1. Термовакуумное (резистивное) испарение. Испарение металлов
-2 -3
резистивным нагреванием в вакууме 10- -10- Па. Можно получать покрытия из различных материалов (в основном металлов), таких как алюминий, серебро, медь, цинк, кадмий, хром, никель, кобальт, кремний. К преимуществам стоит отнести высокую скорость осаждения и возможность получения покрытий большой толщины. Недостатками являются довольно неплотная структура покрытий и, как следствие, низкие механические свойства [20-21].
2. Электронно-лучевое испарение. Материалы испаряются сфокусированным электронным пучком, который дополнительно ионизируют. Испарение происходит в вакууме 10-4...10-3 Па с использованием реактивных газов. В качестве реактивных газов могут выступать К2, 02, СЩ Этим методом можно получать как пленки металлов: А1, Ag, Си,Т1, Сг, N1, Со, 81, так и керамические: ТШ, Ъг^ Т1С, ZгС, TiСN, ZгСN, А12О3, TiО2, SiО2, ZгО2, ZгО2/Y2О3. Преимуществом данного метода является высокая скорость осаждения, возможность получения покрытий большой толщины (до 200 мкм) и высокая чистота получаемых пленок (минимум примесей). К недостаткам стоит отнести трудности создания равномерности толщины и стехиометрии.
3. Лазерное испарение (абляция). Испарение различных по составу материалов при помощи лазерного импульса, длительность которого может варьироваться от микросекунд до фемтосекунд. Процесс осуществляется при температуре подложки 25^350°С в условиях высокого вакуума, рабочее давление порядка 10-4 Па. Данный метод позволяет получать функциональные пленки для микроэлектроники: 8Ь^3, Аб^3, SгTiO3, ВаТЮ3, GaAs и высококачественные алмазоподобные покрытия (DLC) [22]. Преимуществами данного метода являются получение пленок сложных соединений и минимальное количество примесей в полученных образцах. Однако стоит отметить сложность его реализации.
4. Вакуумно-дуговое испарение. Испарение материала происходит при нагреве в катодном пятне дугового разряда. Покрытия осаждаются при одновременном взаимодействии с ионами плазменного разряда. Испарение
3 2
происходит в вакууме 10- ...10- Па с использованием реактивных газов. В качестве реактивных газов могут выступать N2, О2, СН4 при давлении 0,01...1 Па, Т = 300...600°С. Этим методом можно получать пленки металлов: Т1, 7г, Hf, Сг, Та, N1, Со,Б1, ЫСгА1У (Ы=М, Со), соединений: СгК, Т1С, ТОД
Т1АШ, А1Сг^ ТЮ2, 7гО2, нанокомпозитов: TiА1N/SiзN4, А1СгN/SiзN4, алмазоподобные покрытия DLC. К недостаткам стоит отнести наличие в структуре получаемых образцов микрокапельной металлической фазы и, кроме того, осаждение пленок происходит при относительно высоких температурах.
5. Магнетронное распыление. Ионное распыление материала мишени в магнетронном разряде, в качестве рабочей среды используются чистые газы Аг, N2, О2, СН4 с давлением Р = 0,05-1 Па, температура получения образцов 60...6000°С. Позволяет получать практически любые пленки. Метод обеспечивает плотную микро- (нано-) кристаллическую структуру металлических и керамических покрытий. В полученных пленках полностью отсутствует металлическая капельная фаза, возможность нанесения покрытий при низких температурах позволяет осаждать покрытия на термочувствительные материалы. Преимуществом метода является также высокая скорость осаждения и требуемые свойства металлических и керамических покрытий. Недостатком является техническая сложность реализации метода при получении керамических образцов и относительно высокая стоимость оборудования.
6. Ионно-плазменное распыление. Распыление мишени осуществляется при бомбардировке материала ионами плазмы газового разряда низкого давления, который поддерживается между термокатодом и анодом. По сравнению с катодным распылением, ионно-плазменное распыление происходит при более высоком вакууме (~ 0,67 Па), что обеспечивает гораздо меньшее содержание примесей в полученных пленках. Электрические цепи питания плазменного
разряда и мишени в этом случае независимы. Рассмотрим подробнее различные виды этого метода.
Триодная схема с постоянным потенциалом на мишени. В этом случае, мишень распыляемого материала находится под постоянным отрицательным потенциалом относительно потенциала плазмы. Распыленные таким способом атомы осаждаются на параллельную мишени подложку.
Триодная схема с изолированным источником - плазма создается в изолированной вспомогательной камере, сильное магнитное поле формирует ионный пучок, который затем направляется в распределительную камеру, где расположена мишень. На мишень подается отрицательный потенциал, достаточный для распыления материала.
Магнетронное распыление. Плазменный разряд концентрируется в области поперечного к электрическому магнитного поля обращенного магнетрона, что позволяет усилить степень ионизации газа за счет увеличения длины движения электронов по спиральным траекториям вокруг анода и сконцентрировать ионы плазмы в области распыляемой мишени. Если использовать высокочастотный (ВЧ) потенциал, то дополнительные электроды не требуются. На частоте 13,56 мегагерц электроны плазмы совершают колебательные движения в промежутке времени между столкновениями с атомами газа и приобретают энергию достаточную для ионизации. Этот метод получил название КБ-магнетронное распыление. Оно имеет наибольшее применение для получения аморфных пленок сложного химического состава, в том числе нанокомпозитов металл-диэлектрик, о чем свидетельствуют многочисленные публикации по аморфным металлическим сплавам и гетерогенным системам на их основе полученных методом ВЧ магнетронного распыления.
7. Ионно-лучевое распыление. Этот метод является разновидностью ионно-плазменного распыления, при котором формируется поток высокоэнергетических ионов инертного газа из независимого источника, направляемый на мишень. Данный источник ионов не связан с объектом
распыления, что позволяет распылять мишени из ферромагнитных металлов и сплавов.
При добавлении активных газов (кислорода, азота и т.п.) в рабочий газ можно получать на подложке вещество, являющееся продуктом химической реакции между рабочим газом и материалом мишени. Этот метод известен как реактивное распыление и используется для получения оксидных или нитридных пленок (чаще всего SiO2, А1203 и т.д.). При распылении диэлектриков необходимо нейтрализовать положительный заряд на поверхности мишени. Это можно сделать путем формирования интенсивного электронного потока [17]. Для этого используют нагретую до температуры термоэмиссии электронов вольфрамовую нить (ее называют компенсатором). Преимуществом данного способа напыления является возможность напыления диэлектрических пленок и распыление поверхности подложек перед нанесением покрытия (ионная очистка) для увеличения адгезии, используя постоянное напряжение на аноде.
8. Метод спрей-пиролиза. Современная методика, получившая в последнее время довольно широкое развитие и распространение. Относится к химическим методам получения пленок. Аэрозоли, состоящие из термически разлагающихся солей соответствующих материалов сложных или простых оксидов, распыляют на разогретые подложки. В случае применения данного способа, необходимо учитывать разную устойчивость к нагреванию солевых компонентов, поскольку часть из них может разлагаться ещё на подлете к подложке и осаждаться как твердые частицы и агломераты, или участвовать в пиролизе только после того, как микрокапля достигнет заданной температуры субстрата-носителя. Это явление может способствовать нарушению химической и фазовой однородности пленок, также как и возможная высокая степень летучести некоторых солевых соединений. Состав исходных растворов необходимо корректировать, увеличивая в них долю летучих компонентов. Для снижения отрицательного влияния указанных факторов в рабочие растворы вводят растворимые в данном растворителе полимеры, что позволяет нивелировать температуры разложения солей. Полимерсодержащие растворы также улучшают равномерность пленок,
увеличивают их адгезионную и когезионную прочность благодаря своим повышенным пленкообразующим свойствам [22].
9. Молекулярно-пучковая эпитаксия. Развитие технологии вакуумного напыления тонких пленок привело к возникновению метода молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ). Отличием этого метода является более высокий контроль технологического процесса по сравнению с классическими методами вакуумного напыления. При применении МПЭ на поверхности нагретой монокристаллической подложки происходит реакция между пучками молекул или атомов и подложкой, образуются тонкие монокристаллические слои. Благодаря высокой температуре подложки происходит миграция атомов по поверхности, в результате чего атомы выстраиваются в строго определенном порядке, что задает структуру и ориентацию растущего кристалла. Для успешного протекания процесса эпитаксии необходимо учитывать соотношения между параметрами решетки пленки и подложки, тщательно выбирать соотношения между интенсивностями падающих пучков и температуру подложки. Когда материал растущей монокристаллической пленки отличается от материала подложки, и на поверхности раздела не образуется химическое соединение, процесс носит называние гетероэпитаксия. Если подложка и пленка имеют одинаковый или незначительно отличающийся химический состав, то процесс является гомоэпитаксией или автоэпитаксией. Ориентированный рост пленки на подложке, если реализуется химическое взаимодействие с материалом подложки, является хемоэпитаксией. Структура интерфейса пленка-подложка имеет кристаллическую структуру подложки, но ее состав отличается от материала и пленки и подложки.
Если данный процесс сопоставить с другими технологиями, осаждения тонких пленок и многослойных структур, МПЭ отличает малая скорость роста и низкая температура подложки. Основным достоинством МПЭ является возможность формирования многослойных структур с резкими границами между слоями за счет быстрого прерывания и последующего возобновления поступления на поверхность подложки молекулярных пучков различных материалов. Благодаря возможности анализа структуры состава и морфологии растущих слоев
в процессе их осаждения (дифракция отраженных быстрых электронов (ДОБЭ) и электронная оже-спектроскопия) появилась возможность получать совершенные эпитаксиальные структуры.
Не смотря на большое разнообразие методов получения широкозонных оксидных полупроводников, наиболее перспективным в плане получения мелкодисперсной и стабильной структуры функциональных слоев является ионно-плазменное осаждение тонкопленочных образцов.
1.2 Структура пленок в зависимости от методов получения
В работе [24] описаны свойства пленок Sn02, полученных гидролитическим разложением 40% раствора тетрахлорида олова Sn04•5H20 в этаноле. Полученные пленки имели толщину 2,5 - 3,0 мкм и размер зерна 0,3 - 0,4 мкм. В дальнейшем эти пленки для утоньшения подвергали плазмохимическому травлению. После этого обязательно проводилась стабилизационная термическая обработка в воздушной атмосфере в течении 30 мин при температуре 723 К. В некоторых случаях перед отжигом пленки Sn02 легировались хлоридом железа (III).
Структура полученных в этой работе пленок диоксида олова является тетрагональной. Столбчатая микроструктура имеет два характерных размера микрокристаллов - продольный и поперечный, в данном случае они составляли в среднем 0,5 и 0,3 мкм, соответственно. Пленка Sn02 образована крупными микрокристаллами, которые в свою очередь состоят из субблоков размером на два порядка меньше.
В работах [25, 26] для получения газочувствительных слоев диоксида олова использовали метод магнетронного распыления. В работе [25] авторы получали пленки оксида олова, легированные сурьмой методом магнетронного распыления в атмосфере аргона и кислорода сплава на основе олова, содержавшего 1 ат. % сурьмы. Температуру подложки варьировали в пределах 100 - 400 °С, причем
заметного влияния температуры подложки на свойства слоев выявлено не было. Концентрация кислорода менялась от 0 до 100 % (рис. 1. 1)
После получения слои, полученные в условиях, соответствующих участку 1, обладали металлическими свойствами и в данной работе не изучались. На дифрактограммах слоев, полученных в условиях участка 2, не было выявлено дифракционной картины, что позволило сделать вывод об аморфной структуре. На дифрактограммах слоев, полученных в условиях участка 3, сразу же после получения выявленная система рефлексов, соответствовала кристаллической структуре БпО2, кроме того рефлексы были сильно уширены.
Рис. 1.1 Зависимость скорости напыления слоев (г) от концентрации кислорода (С) в вакуумной камере
В дальнейшем образцы были подвергнуты отжигу в течение 30 ч при температуре 550 °С, при этом в процессе отжига контролировалось изменение сопротивления слоев (рис. 1.2). После отжига для образцов, полученных в условиях участка 2, появляется дифракционная картина, что соответствует формированию кристаллической структуры. При этом структура представляет собой гетерофазную, содержащую монооксид и диоксид олова. При дополнительном отжиге этих образцов в течение 20 ч происходит доокисление БпО до БпО2.
Рис. 1.2 Зависимость сопротивления слоев (Я) от времени отжига т для слоев, полученных в условиях, соответствующих участкам 2 (а) и 3 (б) на рис. 1.1
На дифрактограммах слоев, изготовленных в условиях участка 3, как только что полученных, так и отожженных наблюдали рефлексы только от кристаллических плоскостей Бп02. Однако уширения на дифрактограммах непосредственно после получения свидетельствуют, по мнению авторов, о несовершенстве кристаллической структуры, а также о возможном присутствии в материале областей с несформированной кристаллической структурой.
По данным результатов наблюдений в электронном микроскопе и рентгеновского анализа был оценен размер кристаллитов в отожженных образцах. Размеры кристаллитов находились в пределах 30 - 100 нм.
На основании полученных данных авторами сделан вывод о том, что существенной причиной нестабильности электрических свойств Бп02, полученного магнетронным распылением, следует считать несовершенство их кристаллической структуры, обусловленное существенным отличием условий получения от равновесных.
Авторы работ [27-29] также получали тонкие пленки Бп02 методом магнетронного распыления в атмосфере аргона и кислорода. Процентное содержание кислорода принималось равным 10 %, 20 % и 30 %. В качестве подложки использовали оксид кремния. Температура подложки менялась в пределах 330-480оС.
При содержании кислорода 10 % при всех температурах подложки на дифрактограммах полученных образцов присутствуют пики, соответствующие 8п02, однако также формируется металлическая фаза и/или монооксид олова БпО.
При содержании кислорода 20 % и 30 % тонкие пленки были образованы только поликристаллической фазой БпО2, размеры кристаллитов находились в пределах 6 - 29 нм. На рис. 1.3 представлены микрофотографии поверхности полученных пленок и приведены гистограммы размеров зерен.
Рис. 1.3 Микроструктура поверхности БпО2, полученного при содержании кислорода 20 % и температурах подложки: а - 330 °С, б - 400 °С, в - 440 °С, г -480 °С. Справа приведены гистограммы распределения зерен по размерам при каждой температуре подложки.
Авторы работы [30] получали пленки Бп02 с добавками платины и скандия катодным распылением в кислородно-аргоновой плазме мозаичной мишени, представляющей собой слиток олова, на поверхность которого нанесены легирующие добавки. Количество платины поддерживали постоянным. На поверхность полупроводника напыляли тонкие островковые слои платины. После изготовления образцы подвергали стабилизирующему отжигу на воздухе при 430
- 500 ос в течение 2 - 7 часов.
Непосредственно после получения пленки Бп02 аморфны. После термообработки формируются поликристаллические пленки с размером зерна < (1
- 2)х10-5 см. Отжиг на воздухе способствует формированию пленок, близких к стехиометрическим.
В работе [31] авторы изучали пленки Бп02, легированные сурьмой. Поликристаллические пленки изготавливали методом магнетронного распыления оловянной мишени в атмосфере аргона (25 %) и кислорода (75 %). Напыление пленок осуществляли на стеклянные подложки без предварительного подогрева. После получения пленки подвергали изотермическому отжигу в специальной печи при температуре 600 ос в течение 4 часов на воздухе.
Микроструктуру пленок исследовали методом ПЭМ (рис. 1.4). Заметна большая неоднородность размеров и форм зерен, часть из которых образуют агломераты. Средний размер зерен лежит в пределах 11,0 - 19,4 нм.
Рис. 1.4 Микрофотография темнопольного изображения термообработанной пленки Бп02
В работе [32] авторы получали поликристаллические тонкие пленки нелегированного БпО2 методом пиролиза газообразного металлоорганического соединения. Поликристаллические тонкие пленки БпО2 наносили на зеркальную сторону подложек из промышленного ситалла путем пиролитического разложения молекул дихлоробис (ацетилацетонато) олова (IV), сублимированных при 180 - 200 °С из порошкообразного источника. Доставка молекул металлоорганики к подложке осуществлялась путем переноса их воздушным потоком, направленным от источника к подложке. В процессе осаждения температуру подложки поддерживали постоянной, равной 390 °С.
Отжиг осажденных пленок выполняли в интервале температур 380 - 750 °С на воздухе и в вакууме. Длительность отжига составляла 6 часов.
Структурные параметры измеряли до и после отжига. На дифракционных картинах, полученных для исследованных пленок, присутствуют дифракционные пики, соответствующие поликристаллической фазе БпО2 тетраэдрической симметрии. Размер кристаллитов у свежеосажденных пленок составил 4,5 - 5,0 мкм. Отжиг на воздухе приводит к росту размеров кристаллитов примерно на 50 %.
Отжиг в вакууме не оказывает заметного влияния на размеры кристаллитов и их ориентацию, однако оказывает существенное влияние на электрофизичекие свойства пленок. Авторы связывают это с генерацией дефектов в анионной подрешетке БпО2 и с возможным появлением в связи с этим примесной фазы.
В работе [33] авторы исследовали влияние методов получения, температуры отжига и материала подложки на структуру пленок на основе БпО2. Оксиды получали двумя методами: 1) гидролизом хлорида олова и 2) гидролизом станната натрия с ортофосфорной кислотой. В качестве подложек использовали алюминиевые, кремниевые и стеклянные пластины. После получения пленки отжигали при температурах 500 - 750 °С.
При использовании первого метода полученные оксиды образовывали на подложках агломераты, которые формировали на подложке изолированные
островки (рис. 1.5). Кроме того, полученные пленки были очень хрупкими и легко отделялись от подложек.
Рис. 1.5 Микроэлектронная фотография частиц 8п02, полученных методом гидролиза хлорида олова
При получении пленок оксидов олова вторым методом на подложках формировались слои 8п02, размер частиц которых зависел от материала подложки. Для стеклянной подложки минимальный размер частиц составлял 6 нм (рис. 1.6), для кремниевой -4 нм (рис. 1.7), для алюминиевой - 5 нм (рис. 1.8).
Рис. 1.6 Микроэлектронная фотография пленки 8п02, полученной гидролизом станната натрия на стеклянной подложке. Температура отжига 250 °С
Рис. 1.7 Микроэлектронная фотография пленки Бп02, полученной гидролизом станната натрия на кремниевой подложке. Температура отжига 500 °С
Рис. 1.8 Микроэлектронная фотография пленки Бп02, полученной гидролизом станната натрия на алюминиевой подложке. Температура отжига 750 °С
Похожие диссертационные работы по специальности «Физика конденсированного состояния», 01.04.07 шифр ВАК
Тонкие In2O3, Fe-In2O3 и Fe3O4-ZnO пленки, полученные твердофазными реакциями: структурные, оптические, электрические и магнитные свойства2014 год, кандидат наук Тамбасов, Игорь Анатольевич
Влияние легирования и термических процессов на газочувствительные свойства пленок диоксида олова2001 год, кандидат физико-математических наук Борсякова, Ольга Ивановна
Закономерности формирования пленок оксинитридов титана методом магнетронного распыления, их структурные особенности и свойства2020 год, кандидат наук Сунь Чжилэй
Технология получения оксидных систем CeO2-SiO2 и CeO2-SnO2 в тонкопленочном и дисперсном состояниях из пленкообразующих растворов и их свойства2014 год, кандидат наук Халипова, Ольга Сергеевна
Электрофизические и газочувствительные свойства нанокристаллических пленок-композитов на основе диоксида олова2008 год, кандидат технических наук Кошелева, Наталья Николаевна
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ремизова Оксана Ивановна, 2019 год
Список литературы
1. Берлин, Е.В. Вакуумная технология и оборудование для нанесения и травления тонких пленок. / Е.В. Берлин, С.А. Двинин, Л.А. Сейдман. - М.: Техносфера, 2007. - 176 с.
2. Аверин, И.А. Особенности синтеза и исследования нанокомпозитных пленок, полученных методом золь-гель-технологии / И.А. Аверин, А.А. Карманов, В.А. Мошников, Р.М. Печерская, И.А. Пронин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. - 2012. - № 2 (22). - С. 155 - 162.
3. Мошников, В.А. Золь-гель технология наноструктурированных материалов / В.А. Мошников, О.А. Шилова // Нанотехнология: Физика, процессы, диагностика, приборы; под ред. В.В. Лучинина, Ю.М. Таирова. - М.: Физматлит, 2006. - C. 205 - 249.
4. Патрушева, Т.Н. Растворные пленочные технологии: учебное пособие / Т.Н.Патрушева. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. - 140 с.
5. Metlin, Yu.G. Chemical routes for preparation of oxide high-temperature superconducting powders and precursors for superconductive ceramics, coating and composites / Yu.G. Metlin, Yu.D. Tretyakov // J. Mater. Chem. 1994. - Vol. 4(11). - P. 1659 - 1665.
6. Ледовская, Е.Г. Получение порошка аморфного оксида кремния / Е.Г. Ледовская, С.В. Габелков, Р.В. Тарасов, Н.С. Полтавцев, Ф.В. Белкин // Вестник Нац. техн. ун-та "ХПИ": сб. науч. тр. Темат. вып.: Химия, химическая технология и экология. - Харьков: НТУ "ХПИ". - 2009. - № 40. - С. 130-137
7. Панфилов, Ю. Нанесение тонких пленок в вакууме. / Ю. Панфилов // Технологии в электронной промышленности. - 2007. - №3. С. 76 - 80.
8. Можаев, А.П. Методы синтеза высокотемпературных сверхпроводников / А.П. Можаев, В.И. Першин, В.П. Шабатин // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. Т. 34. - № 4. - 1989. - С. 504-508.
9. Дунюшкина Л.А. Введение в методы получения пленочных электролитов для твердооксидных топливных элементов: монография/ Л.А. Дунюшкина. -Екатеринбург: УРО РАН, 2015. - 126 с.
10. Холлэнд, Л. Нанесение тонких пленок в вакууме. / Л. Холлэнд. - М-Л.: Государственное энергетическое издательство, 1963. - 378 с.
11. Гусев, А.И. Нанокристаллические материалы - методы получения и свойства. / А.И. Гусев. - Екатеринбург: УрО РАН, 1998.- 200 с.
12. Золотухин, И.В. Методы получения металлических стекол / И.В. Золотухин, Ю.В. Бармин // Физика и химия стекла. - 1984, Т.10, №5 - С. 513 - 525.
13. Данилин, Б.С. Магнетронные и распылительные системы. / Б.С. Данилин, В.К. Сырчин. - М.: Радио и связь, 1986. - 176 с.
14. Gubbins M.A. Nanostructural characterization of SnO2 thin films prepared by reactive r.f. magnetron sputtering of tin. / M.A. Gubbins, V. Casey, S.B. Newcomb. // Thin solid films. - 2002. Vol. 405. - P. 270 - 275.
15. Куликов, Д.Ю. Влияние режимов магнетронного распыления на электрические и газочувствительные свойства тонких пленок SnO2(Sb) / Д. Ю. Куликов, С.И. Рембеза, В.А. Буслов, В.В. Асессоров, С.Ю. Жиронкин // Датчики и системы. - 2008. - № 6. С. 24 - 28.
16. Иванов, А. Электронно-лучевое напыление: технология и оборудование / А. Иванов, Б. Смирнов // Наноиндустрия. - 2012. - №6. - Вып. 36. - С. 28 -34.
17. Yang, S. The Properties of Co-and Fe-Doped GDC for Low-Temperature Processing of Solid Oxide Fuel Cell by Electron-Beam Evaporation / S. Yang, K .Kim, H. Choi // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. - 2013. - No 8. - P. 5794 -5799.
18. Liang L.Y. Microstructural, Optical, and Electrical Properties of SnO Thin Films Prepared on Quartz via a Two-Step Method / L.Y. Liang, Z.M. Liu, H.T. Cao, X.Q. Pan // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2010. - № 2 (4). - Р. 1060-1065.
19. Александров, М.Л. Газодинамические молекулярные ионные и кластерные пучки / М.Л. Александров, Ю.С. Куснер. - Л.: Наука, 1989. - 412 с.
20. Suh, J. H. Interfacial structure and crystallinity of YSZ thin films grown by ion beam sputtering for MFIS-FRAM / J.H. Suh, H.S. Kim, C.G. Park // Nanotechnology Materials and Devices Conference. - 2006. - V.1. - P.702 - 703
21. Kodama, L.I. Fabrication of amorphous Ni-Si-films with small temperature coefficient of resistance by new flash evaporating method / L.I. Kodama // J. Electronic Materials. - 1995. - V. 24. - № 12. - P. 175-180.
22. Неволин, В.Н. Особенности импульсного лазерного осаждения тонкопленочных покрытий с применением противокапельного экрана / В.Н. Неволин, В.Ю. Фоминский, А.Г. Гнедовец, Р.И. Романов // Журнал технической физики. - 2009. - Т. 79. - Вып. 11. - С. 120 - 127.
23. Adamyan, A.Z. Preparation of SnO2 films with thermally stable nanoparticles / A.Z. Adamyan, Z.N. Adamian, V.M. Aroutiounian // Sensors. - 2003. - № 3. - P. 438 - 442.
24. Гаськов, A.M. Газочувствительные материалы на основе диоксида олова / A.M. Гаськов, М.Н. Булова, М.Н. Румянцева, О.В. Сафонова, Л.И. Рябова // Сенсор. - 2003. - № 2.- С. 8-33.
25. Gubbins, M.A. Nanostructural characterization of SnO2 thin films prepared by reactive r.f. magnetron sputtering of tin / M.A. Gubbins, V. Casey, S.B. Newcomb // Thin solid films. - 2002. - № 405. - P. 270 - 275
26. Махди, О.С. Фазовый состав тонких пленок оксида олова, газочувствительных при температуре, близкой к комнатной / О.С. Махди, И.В. Маляр, A.M. Захаревич, А.В. Смирнов, И.В. Синёв, С.Б. Вениг // Письма в ЖТФ. -2017. - Т. 43. - Вып. 14. - С. 97 - 103.
27. Вощилова, Р.М. Формирование структуры газочувствительных слоев диоксида олова, полученных реактивным магнетронным распылением / Р.М. Вощилова, Д.П. Димитров, Н.И. Долотов, А.Р. Кузьмин, А.В. Махин, В.А. Мошников, Ю.М. Таиров // Физика и техника полупроводников. - 1995. - Т. 29. -Вып. 11. - 1995. - С. 1987 -1993
28. Максимова, Н.К. Структура, состав и свойства газочувствительных пленок SnO2, легированных платиной и скандием / Н.К.Максимова, Ю.Г.Катаев, Е.В.Черников // Журнал физической химии. - 1997. - Т. 71. - № 8. - С. 1492-1496
29. Рембеза, С.И. Микроструктура и физические свойства тонких пленок SnO2. / С.И. Рембеза, Т.В. Свистова, Е.С. Рембеза, О.И. Борсякова // Физика и техника полупроводников. - 2001. - Т. 35. - Вып. 7. - С. 796 - 800.
30. White, H.J. AFM and TEM studies of polymer nanocomposite materials / H.J. White, J.Fenton // European Microscopy and Analysis. - 2003. - № 7. - P. 21-23
31. Chavarria-Castillo, K. A. Synthesis and Microstructural Characterization of SnO2:F Thin Films Deposited by AACVD. [Электронный ресурс] / K.A. Chavarria-Castillo // Materials Research. - 2016. - Vol.19. - P.97-102 - Режим доступа: http://dx.doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2016-0350.
32. Иващенко, А.И. Природа изменений физических свойств поликристаллических тонких пленок SnO2, вызванных термообработкой / А.И. Иващенко, И.В. Хорошун, Г.А. Киоссе, И.Ю. Мирончук, В.В. Попушой // Кристаллография. - 1997. - Т. 42. - № 5. - С. 901 - 905.
33. Абрашова, Е.В. Изменение морфологических и структурных свойств тонких пленок на основе системы SnO2-SiO2, полученных золь-гель-методом при модификации их оксидом цинка / Е.В. Абрашова // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. -2014. - № 4. - С. 3 - 7
34. Кукуев, В.И. Микроструктура и электропроводность сенсорных слоев диоксида олова / В.И. Кукуев, Е.С. Рембеза, Э.П. Домашевская // Перспективные материалы. - 2000. - № 3. - С. 42-48
35. Томилин, В.И. Физико-химические и термодинамические основы материалов и технологий электронных средств: В 2 ч. Ч.2. Физическая химия материалов и процессов электронной техники: учеб. пособие / В.И. Томилин, Н.П. Томилина. - Красноярск: ИПЦ КГТУ. - 2004. - 239 с.
36. Чопра, К.Л. Электрические явления в тонких пленках / К.Л. Чопра - М.: Мир, 1972. - 170 с.
37. Готра, З.Ю. Технология микроэлектронных устройств / З.Ю. Готра. - М.: Радио и связь, 1991. -527 с.
38. Гусев А.И. Эффекты нанокристаллического состояния в компактных металлах и соединениях/ А.И. Гусев // УФН, 1998. Т. 168. №1. С. 55 - 83.
39. Gurumrugan, K. Magnetron sputtered transparent conducting CdO thin films / K. Gurumrugan, D. Mangalaraj, K. Narayandass // J. of Electronic Materials. - 1996. -V. 25. - № 4. - P. 2011 - 2023.
40. Weissenrieder, K.S. Conductivity model for sputtered ZnO-thin film gas sensors / K.S. Weissenrieder, J. Muller // Thin Solid Films. - 1997. - V. 300. - P. 30 -41.
41. Sanjines, R. Hall effect measurements in SnOx film sensors exposed to reducing and oxidizing gases / R. Sanjines, V. Demarne, F. Levy // Thin Solid Films. -1990. -Vol. 193/194. - P. 935 - 942.
42. McAlleer, J.F. Tin dioxide gas sensors: I. Aspects of the surface chemistry revealed by electrical conductance variations / J.F. McAlleer, P.T. Moseley, J.O. Norris, D.E. Williams // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 1987. - 83. - P. 1323-1346.
43. Физика тонких пленок / Под ред. Хасса Г., Франкомба М., Гофмана Р. -М.: Мир, Т. 8, 1978. - 360 с.
44. Blazer, G. Nanostructured semiconductor gas sensors to overcome sensitivity limitations due to percolation effects / G. Blazer, T. Ruhl, C. Diehl, M. Ulrich, D. Kohl // Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. - 1999. - Vol. 266. - P. 218223.
45. Omata, Y. Thermal stability of softmagnetic properties of Co-(Nb,Ta)-(Zr,Hf) films with high saturation magnetization / Y. Omata, H. Sakakima // Transactions on magnetics. - 1987. - V. 23. - № 5. - P. 1005 - 1008.
46. Анисимов, О.В. Электрические и газочувствительные характеристики полупроводниковых сенсоров на основе тонких пленок SnO2: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук: 01.04.10 / Анисимов Олег Викторович. - Томск, 2007. - 19 с.
47. Guzman, J.I. Magnetic properties of sputtered bilayer and laminated CoZr/SiO2 thin films / J.I. Guzman, P.V. Koeppe, M.N. Kryder // Transactions on magnetics. - 1988. - V. 24. № 6. - P. 1095 - 1101.
48. Rantala, T. Computational approaches to the chemical sensitivity of semiconducting tin dioxide. / T. Rantala, V. Lantto, T. Rantala // Sensors and Actuators, B: Chemical. - 1998. - Vol. 47. - P. 59-64.
49. Demarne, V. Electrical transport properties of thin polycristalline Sn02 film sensors / V. Demarne, A. Grisel, R. Sanjines, D. Rosenfeld, F. Levy // Sensors and Actuators B. - 1992. - Vol. 47. - P.704-708.
50. Башкиров, Л.А. Об использовании фазового перехода металл-полупроводник в оксидах металлов и их соединениях для создания химических сенсоров / Л.А. Башкиров, У. Барди, Ю.К. Гунько, И.М. Жарский, Г.С. Петров, Н.Я. Шишкин, А.И. Клындюк // Актуальные проблемы физики твердого тела, сборник статей к 40-летию ИФТТП НАН Беларуси и 90-летию его основателя академика Н.Н. Сироты, Минск, «Беларуская навука». - 2003. - С. 146-162
51. Волькенштейн, Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции / Ф.Ф. Волькенштейн. - М.: Наука, 1987. -432 с.
52. Гриневич, В. С. Физико-химический механизм формирования параметров газовых сенсоров на основе оксидных материалов / В. С. Гриневич, В.В. Сердюк, В.А. Смынтина, Л.Н. Филевская // Журнал аналитической химии. -1990. - Т. 45. - Вып. 8. - С. 1521-1525.
53. Петухов, И.А. Электрофизические свойства тонких пленок SnO2(Sb), полученных методом импульсного лазерного осаждения / И.А. Петухов, Л.С. Паршина, Д.А. Зуев, А.А. Лотин, О.А. Новодворский, О.Д. Храмова, А.Н. Шатохин, Ф.Н. Путилин, М.Н. Румянцева, В.Ф. Козловский, К.И. Маслаков, В.К. Иванов, А.М. Гаськов // Неорганические материалы. -2013. - Т. 49. - № 11. - С. 1211-1215
54. Lin, S.D. Low temperature CO oxidation over Au/TiO2 and Au/SiO2 Catalysts / S.D. Lin, M. Bollinger, M.A. Vannice // Catalysis letters. - 1993. - Vol. 17. - P. 245262.
55. Haruta, M. Low-Temperature oxidation of CO over gold supported on TiO2, a-Fe2O3 and Co3O4 / M. Haruta // J. of Catalysis. - 1993. - Vol. 144. - P. 245-262
56. Hohl, D. The role of noble metals in the chemistry of solid-state gas sensors / D. Hohl // Sensors and Actuators, B: Chemical. - 1990. - Vol. 1. - P. 158-165.
57. Haruta, M. Size- and sypport-dependency in the catalysis of gold / M. Haruta // Catalysis Today. - 1997. - Vol. 36. - P. 153-166.
58. Valden, M. Onset of catalytic activity of gold clusters on titania with the appearance of nonmetallic properties / M. Valden, X. Lai, D.W. Goodman // Science. -1998. - Vol. 281. - P. 1647-1650.
59. Sakurai, H. Low-temperature water-gas shift reaction over gold deposited on TiO2 / H. Sakurai, A. Ueda, T. Kobayashi, M. Haruta.. //Chem. Commun. - 1997. -Issue 3. - P. 271-272.
60. Cantalini, C. N02 sensitivity of W03 thin film obtained by high vacuum thermal evaporation / C. Cantalini, M. Pelino, H.T. Sun, M. Faccio, S. Santucci, L. Lozzi, M. Passacantando // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1996. - Vol. 18-19. -P. 81-87.
61. Белышева, Т.В. Модифицированные золотом пленки In2O3 как селективные сенсоры СО в воздухе / Т.В. Белышева, Л.П. Боговцева, Э.Е. Гутман // Журнал прикладной химии. - 2000. - Т. 73. - Вып. 12. - C. 1983-1986
62. Белышева, Т.В. Газочувствительные свойства допированных пленок на основе In2O3 как сенсоров NO2 в воздухе / Т.В. Белышева, Л.П. Боговцева, Е.А. Казачков, Н.В. Серебрякова // Журнал аналитической химии. - 2003. - Т. 58. -№6. - С. 646-651.
63. Гаськов, А.М. Выбор материалов для твердотельных газовых сенсоров / А.М. Гаськов, М.Н. Румянцева // Неорганические материалы. -2000. - Т. 36. - № 3. - С. 369-378.
64. Kohl, D. Function and application of gas sensors / D. Kohl // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2001. - V.34. - P. R125 - R149.
65. Васильев, Р.Б. Неорганические структуры как материалы для газовых сенсоров / Р.Б. Васильев, Л.И. Рябова, М.Н. Румянцева, А.М. Гаськов // Успехи химии. - 2004. - № 73 (10). - С. 1020-1038.
66. Zemel, J.N. Theoretical description of gas-film interaction on SnOx. / J.N.Zemel / Thin Solid Films. - 1988. - V. 163. - Р. 189 - 20212.
67. Ma, Y. Study of sensitivity of nano-grain ZnO gas sensors / Y. Ma, W.L. Wang, K.J. Liao, C.Y. Kong // Journal of Wide Bandgap Materials. - Vol. 10. - № 2. -2002. - P. 113-120
68. Guidi, V. Thin-film gas sensor implemented on a low-power-consumption micromachined silicon structure / V. Guidi, G. Cardinali, L. Dori, G. Faglia, M. Ferroni, G. Martinelli, P. Nelli, G. Sberveglieri // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1998. -Vol. 49. - P. 88-92.
69. Shimizu, Y. Basic Aspects and Challenges of Semiconductor Gas Sensors / Y. Shimizu, M. Egashira // MRS Bulletin. - 1999. - Vol. 24. - P. 18 - 24.
70. Wollenstein, J. Gas-sensitive characteristics and morphology of reactive evaporated V2O5 thin films / J. Wollenstein, M. Scheulin, M. Jagle, H. Bottner // Proc. of Eurosensors XIV. - 27-30 August 2000. - Denmark. - P. 101.
71. Аверин, И.А. Моделирование процессов газочувствительности полупроводниковых сетчатых композитов на основе SiO2-SnO2 / И.А. Аверин, А.А. Карманов, И.А. Пронин // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». - 2012. - Т. 1. - С. 214 - 216.
72. Алексанян, М.С. Газовый сенсор на основе наноразмерной пленки In2O3:Ga2O3 / М.С. Алексанян, В.М. Аракелян, В.М. Арутюнян, А.З. Адамян, Г.Э. Шахназарян // Известия НАН Армении, Физика. - 2010. - Т. 45. - № 6. -с. 447455
73. Горелик, С.С. Рентгенографический электроннооптический анализ. Учебное пособие для вузов / С.С. Горелик, Л.Н. Расторгуев, Ю.А. Скаков. - М.: МИСИС, 1994. - 328 с.
74. Золотухин, И.В. Экспериментальные методы исследований: учебное пособие ВГТУ / И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, В.С. Железный, В.С. Гущин. -Воронеж, 2004. - 493 с.
75. Самсонов Г.В. Свойства элементов. Часть 1. Физические свойства / Г.В. Самсонов // М.: Металлургия. - 1976. - 600 с.
76. Шанк Ф. Структура двойных сплавов / Ф. Шанк // М.: Металлургия. -1973. - 760 с.
77. Хансен, М. Структуры бинарных сплавов / М. Хансен, К. Андерко. // М.: Металлургиздат. - 1962. - Т. 2. - 834 с.
78. Гусев, А.Л. Влияние водорода на электрические свойства пленок окислов металлов, легированных кремнием / А.Л. Гусев, И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, Л.Н. Коротков, О.И. Самохина, А.В. Ситников, Б.А. Спиридонов // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». -2002. - № 6. - С. 12 - 22.
79. Гусев, А.Л. Влияние водорода на электрические свойства пленок окислов металлов, легированных кремнием / А.Л. Гусев, И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, Л.Н. Коротков, О.И. Самохина, А.В. Ситников, Б.А. Спиридонов // Сборник тезисов Второго Международного Симпозиума «Безопасность и экономика водородного транспорта». - Саров. - 2003. - С. 115.
80. Шматова, Ю.В. Электрофизические свойства пленок Sn02 легированных Si и 7г / Ю.В. Шматова, Ф.В. Макаренко, С.И. Рембеза // IX Международная научная конференция «Химия твердого тела: монокристаллы, наноматериалы, нанотехнологии». - 2009. - С. 372-373.
81. Шматова Ю.В. Электрофизические свойства нанокомпозитов на основе в SnO2:ZrO2 и SnO2 с добавлением многостенных углеродных нанотрубок: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Шматова Юлия Васильевна. - Воронеж, 2011. - 16 с.
82. Ремизова, О.И. Структура и электрические свойства пленок на основе оксида олова, легированных цирконием / Физика и техника полупроводников //
О.И. Ремизова, И.В. Бабкина, О.В. Жилова, Ю.Е. Калинин, В.А. Макагонов, А.В. Ситников. - 2018. - Вып. 9. - С. 995-999
83. Гусев, А.Л. Влияние водорода на электрические свойства нанокристаллических пленок на основе оксида олова / А.Л. Гусев, И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, О.И. Самохина, А.В. Ситников // Материалы III Международного научного семинара «Наноструктурные материалы - 2004: Беларусь - Россия». -Минск. - 2004. - С. 219 - 220.
84. Золотухин, И.В. Синтез и физические свойства пленок-композитов Бп02, легированных цирконием / И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, О.И. Самохина, А.В. Ситников // Материалы 5-ой международной конференции «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении». - Т. 1 .
- Воронеж. - 2004. - С. 110 - 113.
85. Гурвич, Л.В. Энергии разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону / Л.В. Гурвич, Г.В. Караченцев, В.Н. Кондратьев, Ю.А. Лебедев, В.А. Медведев, В.К. Потапов, Ю.С. Ходеев. // М.: «Наука». - 1974. - 351 с.
86. Ситников, А.В. Влияние водорода на электрические свойства нанокристаллических пленок на основе сплава Бп-О-У / А.В. Ситников, О.И. Самохина // Сборник тезисов Десятой Всероссийской Научной Конференции Студентов-физиков и молодых ученых. - Москва. - 2004. - С. 265 - 267.
87. Золотухин, И.В. Влияние водорода на электропроводность оксида олова, легированного иттрием / И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, О.И. Самохина, А.В. Ситников // Письма в ЖТФ. - 2004. - Т. 30. - Вып. 11. - С. 78 - 84.
88. Ремизова, О.И. Структура, электрические и газосенсорные свойства тонких пленок Бп-У-О, полученных методом реактивного ионно-лучевого распыления / О.И. Ремизова, И.В. Бабкина, О.В. Жилова, Ю.Е. Калинин, В.А. Макагонов, А.В. Ситников // Письма о материалах. - 2018. - Т. 8. - № 2. - С. 196
- 201.
89. Ремизова, О.И. Влияние термообработки на электрические свойства тонких пленок 1п203, легированных иттрием / О.И. Ремизова, Ю.Е. Калинин, О.В.
Жилова, И.В. Бабкина, А.В. Ситников, В.А. Макагонов, // Неорганические материалы. - 2018. - Т. 54. - № 9. - С. 936-942.
90. Белоусов, В.А. Электронно-микроскопическое исследование тонких пленок оксидов индия и иттрия / В.А. Белоусов, Ю.Е. Калинин, Д.Н. Копыльцова, О.И. Самохина, А.В. Ситников // Материалы VI Международной конференции «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов». -Воронеж. - 2005. - С. 173 - 176.
91. Белоусов, В.А. Исследование микроструктуры тонких пленок оксидов индия и иттрия / В.А. Белоусов, Ю.Е. Калинин, Д.Н. Копыльцова, О.И. Самохина, А.В. Ситников // Тезисы докладов 45-ой научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов ВГТУ, секция «Физика твердого тела». - Воронеж. -2005. - С. 7.
92. Мотт Н. Электронные процессы в некристаллических веществах. Т.1. / Н. Мотт, Э. Дэвис // М.: Мир. - 1982. - 370 с.
93. Белоусов, В.А. Термоэлектрические и гальваноэлектрические свойства сложных непредельных оксидов 1п-0-У / В.А. Белоусов, И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, Д.Н. Копыльцова, О.И. Самохина, А.В. Ситников // Труды 2-ой Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах. -Краснодар. - 2005. - С. 234 - 238.
94. Ремизова, О.И. Влияние добавок Б1, Zr и У на структуру, электрические и газосенсорные свойства пленок Бп02 / О.И. Ремизова, И.В. Бабкина, Л.И. Янченко, А.В. Ситников // Вестник ВГТУ. - 2016. - Т. 12. - № 6. - С. 38 - 43.
95. Ремизова, О.И. Структура и электрические свойства пленок окиси олова, легированных кремнием, цирконием и иттрием / О.И. Ремизова, И.В. Бабкина, А.В. Ситников // Альтернативная энергетика и экология. - 2011. - № 7. - С. 23 -28.
96. Бабкина И.В. Структура и электрические свойства пленок окиси индия, легированных иттрием / О.И. Ремизова, И.В. Бабкина, А.В. Ситников, Ю.Е. Калинин // Вестник ВГТУ. - 2011. - Т. 7. - № 11. - С. 50 - 54.
97. Guo, W. Microstructure, optical, and electrical properties of p-type SnO thin films. / W. Guo, L. Fu, Y. Zhang, K. Zhang, L.Y. Liang, Z.M. Liu, H.T. Cao, X.Q. Pan. // Appl. Phys. Lett. - 2010. - Vol. 96. 042113
98. Okamura, K. Solution-processed oxide semiconductor SnO in p-channel thin-film transistors / K. Okamura, B. Nasr, R.A. Brand, H. Hahn / Journal of Materials Chemistry. - 2012. - № 11. - Р. 4607-4610.
99. Золотухин, И.В. Релаксация электросопротивления под действием водорода в нанокристаллических пленках на основе оксида индия, легированного иттрием / И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, О.И. Самохина, А.В. Ситников // Тезисы докладов Relaxation Phenomena in Solids: XXI International Conference. -Воронеж. - 2004.
100. Ситников, А.В. Влияние термической обработки на газовую чувствительность пленок на основе оксидов индия и иттрия / А.В. Ситников, О.И. Самохина, Д.Н. Копыльцова // Тезисы докладов Одиннадцатой Всероссийской Научной Конференции Студентов-Физиков и Молодых Ученых. - Екатеринбург. - 2005. -. С. 285.
101. Белоусов В.А. Влияние водорода на электрические свойства нанокристаллических пленок In-O-Y / В.А. Белоусов, И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, О.И. Самохина, А.В. Ситников, А.Л. Гусев // Альтернативная энергетика и экология. - 2006. - № 12. - С. 9 - 17.
102. Гусев А.Л. Влияние водорода на электрические свойства нанокристаллических пленок In-O-Y / А.Л. Гусев, И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, О.И. Самохина, А.В. Ситников // Альтернативная энергетика и экология. - 2006. -№ 6. - С. 32 - 33.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.