Получение пленок системы (Sn29Si4,3O66,7)X(In35.5Y4.2O60,3)100-X

Отжиг пленки состава (In_35.5Y_4.2O_60,3)₈₈(Sn₂₉Si_4,3O_66,7)₁₈ при Т = 400 °С приводит к кристаллизации аморфной фазы образца (рисунок. 3.6 б). Полученную кристаллическую фазу можно описать как твердый раствор олова в оксиде индия. Таким образом, при малой концентрации x выявлены две кристаллические фазы на основе твердого раствора иттрия в оксиде индия и олова в оксиде индия.

В случае высокой концентрации x кристаллизация пленки (In_35.5Y_4.2O_60,3)₅₈(Sn₂₉Si_4,3O_66,7)₄₂ происходит при Т = 600 °С с образованием однофазного соединения, предположительно твердого раствора иттрия и олова в оксиде индия (рисунок. 3.5 г). Пленка состава (In_35.5Y_4.2O_60,3)₅₁(Sn₂₉Si_4,3O_66,7)₄₉ практически остается аморфной и при Т = 600 °С (рисунок 3.4 г).

 

 

а – в  исходном состоянии; б – после отжига при 400 °С; в – после отжига при 500 °С; г – после отжига при 600 °С

 

Рисунок 3.4 –  Дифрактограммы пленок (In_35.5Y_4.2O_60,3)₅₁(Sn₂₉Si_4,3O_66,7)₄₉

 

а – в  исходном состоянии, б – после отжига 400 °С, в – после отжига 500 °С, г – после отжига 600 °С

 

Рисунок 3.5 –  Дифрактограммы пленок (In_35.5Y_4.2O_60,3)₅₈(Sn₂₉Si_4,3O_66,7)₄₂

а – в  исходном состоянии, б – после отжига 400 °С, в – после отжига 500 °С, г – после отжига 600 °С

 

Рисунок 3.6 –  Дифрактограммы пленок (In_35.5Y_4.2O_60,3)₈₈(Sn₂₉Si_4,3O_66,7)₁₈

 

Согласно  проведенным структурным исследованиям  можно предположить, что низкое сопротивление  системы (Sn₂₉Si_4,3O_66,7)_X(In_35.5Y_4.2O_60,3)_100-X в области значений x = связано с наличием кристаллической фазы на основе твердого раствора иттрия в оксиде индия. Понижение сопротивления в этом концентрационном диапазоне при отжигах до Т = °С обусловлено процессами кристаллизации фазы на основе твердого раствора олова в оксиде индия. Повышение сопротивления при x>40 ат.% связано с аморфным состоянием системы. Так как наличие структурного и элементного беспорядка обуславливает большое количество дефектов структуры, то уровень Ферми в таких системах закреплен в середине запрещенной зоны. Процесс легирования таких систем неэффективен, т.е. не влияет на зонную структуру полупроводника. Поэтому присутствие растворенного олова слабо сказывается на изменении сопротивления аморфного оксида индия. После кристаллизации (отжиг при Т = 600 °С) образуется кристаллическая структура – сопротивление резко уменьшается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы

 

1. Томилин В.И. Физико-химические и термодинамические основы материалов и технологий электронных средств: учеб. пособие: в 2 ч. / В.И. Томилин, Н.П. Томилина. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. – Ч. 2. Физическая химия материалов и процессов электронной техники. – 239 с.
2. Патрушева Т.Н. Растворные пленочные технологии: учеб. пособие / Т.Н. Патрушева. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. – 140 с.
3. Третьяков Ю.Д. Основы криохимической технологии / Ю.Д Третьяков, Н.Н. Олейников, А.П. Можаев. – М.: Высшая школа, 1987. – 143 c.
4. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы – методы получения и свойства / А.И. Гусев. – Екатеринбург: УрО РАН, 1998. – 200 с.
5. Хасса Г. Физика тонких пленок / Г. Хасса, М. Франкомба, Р. Гофман. – М. Мир, 1978. – 360 с.
6. Чопра К.Л. Электрические явления в тонких пленках / К.Л. Чопра. – М.: Мир, 1972. – 170 с.
7. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств / З.Ю. Готра. – М.: Радио и связь, 1991. – 527 с.
8. Золотухин И.В. Методы получения металлических стекол / И.В Золотухин, Ю.В Бармин // Физика и химия стекла. – 1984. – Т. 10. – № 5. – С. 513 – 525.
9. Данилин Б.С. Магнетронные и распылительные системы / Б.С Данилин, В.К Сырчин. – М.: Радио и связь, 1986. – 176 с.
10. Кукуев В.И. Микроструктура и электропроводность сенсорных слоев диоксида олова / В.И. Кукуев, Е.С. Рембеза, Э.П. Домашевская // Перспективные материалы. – 2000. − Т. 73. – № 3. – С. 42 – 48.
11. 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 // Физика и техника полупроводников. – 1995. – Т. 29. – Вып. 11. – С. 1987 – 1993.
12. 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. – Р. 270 – 275.
13. Волькенштейн Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции / Ф.Ф. Волькенштейн. – М.: Наука, 1987. – 432 с.
14. Гутман Э.Е. Влияние адсорбции свободных атомов и радикалов на электрофизические свойства полупроводниковых окислов металлов / Э.Е. Гутман // Журнал физической химии. – 1984. – Т. LVIII. – Вып. 4. – С. 801 – 821.
15. Королёв К.Г. Электрические и магнитные свойства многослойных наноструктур [Co₄₅Fe₄₅Zr₁₀/б-Si:H]_n и [(Co₄₅Fe₄₅Zr₁₀)₃₅(Al₂O_n)₆₅/б-Si:H]_n: дис. …. канд. физ. – мат. наук / Королёв Константин Геннадьевич – Воронеж, 2007. – 118 с.
16. Стогней О.В. Электроперенос и магнитные свойства аморфных наногранулированных композитов металл–диэлектрик: дис …. д–ра физ. – мат. наук / Стогней Олег Владимирович – Воронеж, 2004. – 289 с.
17. Золотухин И.В. Физика наносистем: графены и гранулированные композиты: учеб. пособие / И.В. Золотухин, О.В. Стогней. – Воронеж, ВГТУ, 2011. – 226 с.
18. Kalinin Yu.E. Electrical properties and giant magnetoresistance of CoFeB-SiO₂ amorphous granular composites/ Yu.E. Kalinin, A.V. Sitnikov, O.V. Stognei, I.V. Zolotukhin, P.V. Neretin // Mat. Scien. and Engin. – 2001. – A304 – 306. – P.941 – 945.
19. Ситников А.В. Электрические и магнитные свойства наногетерогенных систем металл – диэлектрик: дис. … д-ра физ.-мат. наук: 01.04.07 / Ситников Александр Викторович. – Воронеж, 2010. – 318с.
20. Золотухин И.В. Электрическое сопротивление аморфных нанокомпозитов CoTaNb+SiO₂ / И.В. Золотухин, П.В. Неретин, Ю.Е. Калинин, О.В. Стогней, А.В. Ситников //Альтернативная энергетика и экология. – 2002. – № 2. –С.7 – 14.