Главная >> Диссертации - все темы

Pages: |

| 2 |

«Тонкие In2O3, Fe – In2O3 и Fe3О4 – ZnO пленки, полученные твердофазными реакциями: структурные, оптические, электрические и магнитные свойства ...»

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ИМ. Л.В. КИРЕНСКОГО СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи

ТАМБАСОВ ИГОРЬ АНАТОЛЬЕВИЧ

Тонкие In2O3, Fe – In2O3 и Fe3О4 – ZnO пленки, полученные твердофазными

реакциями: структурные, оптические, электрические и магнитные свойства 01.04.07 – физика конденсированного состояния Диссертация на соискания ученой степени кандидата физико-математических наук

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, В.Г. Мягков КРАСНОЯРСК

2 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СИНТЕЗА И

ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК

2.1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СИНТЕЗА ТОНКИХ ПЛЕНОК

2.2 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРФОЛОГИИ И

СТРУКТУРНЫХ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПЛЕНОК

2.3 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ТОНКИХ ПЛЕНОК

2.4 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ТОНКИХ ПЛЕНОК

2.5 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ

ТОНКИХ ПЛЕНОК

3 ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛЕНОК ОКСИДА ИНДИЯ ПОЛУЧЕННЫХ АВТОВОЛНОВЫМ

ОКИСЛЕНИЕМ

3.1 ОСОБЕННОСТИ МЕТОДА АВТОВОЛНОВОГО ОКИСЛЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ

ПЛЕНОК ОКСИДА ИНДИЯ

3.2 СТРУКТУРА И МОРФОЛОГИЯ ПЛЕНОК ОКСИДА ИНДИЯ

3.3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК ОКСИДА ИНДИЯ

3.4 ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК ОКСИДА ИНДИЯ

3.5 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И ПРЕДПОЛАГАЕМЫЙ МЕХАНИЗМ АВТОВОЛНОВОГО

ОКИСЛЕНИЯ

4 ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ФОТОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА In2O3 ТОНКИХ ПЛЕНОК

4.1 ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЛЕНОК ОКСИДА

ИНДИЯ

4.2 ДИНАМИЧЕСКОЕ ИЗМЕНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЛЕНКИ ОКСИДА ИНДИЯ В

ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФОТООБЛУЧЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ

4.3 РЕЛАКСАЦИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОПУСКАНИЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

ПЛЕНОК ОКСИДА ИНДИЯ ПОСЛЕ ФОТООБЛУЧЕНИЯ

4.4 ИНДУЦИРОВАННЫЙ ПРИ ПОМОЩИ УФ ОБЛУЧЕНИЯ ПЕРЕХОД МЕТАЛЛ –

ПОЛУПРОВОДНИК В ТОНКИХ ПЛЕНКАХ ОКСИДА ИНДИЯ

5 КОМПОЗИТНЫЕ FE – In2O3 И Fe3O4 - ZnO ТОНКИЕ ПЛЕНКИ, ПОЛУЧЕННЫЕ ТВЕРДОФАЗНЫМ СИНТЕЗОМ

5.1 ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА ТОНКИХ КОМПОЗИТНЫХ FE – IN2O3 ПЛЕНОК

5.2 СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ КОМПОЗИТНЫХ FE – IN2O3 ПЛЕНОК

5.3 НАМАГНИЧЕННОСТЬ И СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРИ СИНТЕЗЕ ТОНКИХ КОМПОЗИТНЫХ FE –

IN2O3 ПЛЕНОК

5.4 СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ КОМПОЗИТНЫХ FE3O4 – ZNO ПЛЕНОК

5.5 НАМАГНИЧЕННОСТЬ ТОНКИХ КОМПОЗИТНЫХ FE3O4 – ZNO ПЛЕНОК

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

полупроводниковые прозрачные оксиды, такие как In2O3, ZnO, SnO2, CdO, Ga2O3, TiO2 и более сложные двойные и тройные оксиды. Это связанно с тем, что такие материалы обладают одновременно прозрачностью (~ 90 %) в видимом диапазоне и способностью проводить электрический ток. Представленные оксиды применяются при изготовлении тонких дисплеев, органических светоизлучающих диодов, солнечных батарей, тонкопленочных транзисторов, газовых сенсоров, космических аппаратов и т.д. Для увеличения проводимости эти оксиды обычно легируют атомами Sb, In, Sn, Ti, F, Al, Ga и т.д. На сегодняшний день одним из самых промышленно востребованным проводящим оксидом является In2O3 легированный атомами Sn (ITO).

В научной литературе достаточно хорошо освещен класс полупроводниковых прозрачных оксидов. Однако до сих пор остается нерешенным вопрос о природе электрической проводимости в таком классе материалов, что является предметом непрерывных теоретических и экспериментальных исследований.

В большинстве случаев проводящие оксиды используются в формате тонких пленок.

Существует различные методы синтеза плнок на основе In2O3, включающие:

термическое вакуумное осаждение, магнетронное распыление, импульсно-лазерное осаждение, газофазное осаждение, послойное атомное осаждение, золь-гель метод и др.

Также существуют методы вакуумного термического напыления чистого индия с последующим термическим окислением при атмосферном давлении. Однако эти методы требуют при осаждении нагрев подложки до 500оС или последующий отжиг осажденных пленок при температурах до 700оС. Представленные методы изготовления требуют дорогого технологического оборудования и не просты для промышленной реализации. В условиях развития оптоэлектроники, микроэлектроники и наноэлектроники на полимерных подложках и с применением полимерных материалов, которые чувствительны к высоким температурам обработки, появляются определенные технологические трудности при синтезе пленок оксида индия на термочувствительных подложках. Кроме этого, современное производство тонких пленок направленно на упрощение технологии и снижение стоимости производства. Поэтому, разработка низкотемпературных недорогих и простых методов получения тонких пленок оксида индия является актуальной проблемой.

В научном и прикладном аспектах важную роль занимают исследования, посвященные взаимодействию электромагнитного излучения на электрические и оптические свойства тонких пленок прозрачных проводящих оксидов. В основном полупроводниками с электронным типом проводимости. Понимание механизмов влияния электромагнитного излучения, с энергией сопоставимой энергии ширины запрещенной зоны, на физические свойства прозрачных оксидных полупроводников является важной научной и прикладной задачей.

В научной литературе существует информация о влияния ультрафиолетового (УФ) облучения на сопротивление пленок оксида индия. В результате УФ облучения происходит резкое уменьшение сопротивления пленок оксида индия. После прекращения облучения, происходит медленное восстановление сопротивления.

Количественное изменение сопротивления пленок In2O3 при облучении УФ светом сильно зависит от структуры и морфологии самой пленки. Одним из объяснений данного эффекта является генерация свободных носителей заряда под действием ультрафиолетового света. Эффект облучения УФ светом может быть использован для улучшения чувствительности газовых сенсоров, основанных на тонких пленках оксида индия. Представляют особый интерес для практического применения исследования комплексного влияния температуры и облучения на сопротивления In2O3 пленок, полученных различными методами. Однако, таким исследованиям уделено мало внимания и детального объяснения комплексного взаимодействия облучения и температуры на физические свойства проводящих прозрачных оксидов не приводится.

Таким образом, исследования влияния температуры и облучения, с энергией сопоставимой энергии ширины запрещенной зоны, на физические свойства прозрачных проводящих оксидов являются актуальными.

Полупроводники, проявляющие ферромагнетизм при комнатной температуре и имеющие высокую температуру Кюри, привлекают значительное внимание исследователей из-за их потенциального применения в устройствах спинтроники. В таких полупроводниках можно реализовать управление электронами за счет их собственного спина посредством внешнего магнитного поля.

Природа ферромагнетизма в разбавленных магнитных полупроводниках (РМП) и разбавленных магнитных оксидов (РМО) имеет огромный научный и технологический интерес. Формирование РМП и РМО состоит в легировании металлами, которые встраиваются в рштку полупроводника или оксида с формированием тврдого раствора. Перспективными кандидатами для РМО являются допированые 3d ионами переходных металлов проводящие прозрачные оксиды, такие как In2O3, ZnO, TiO2, SnO2.

Однако, многочисленные экспериментальные результаты содержат противоречивые данные о ферромагнитном порядке в идентичных РМП и РМО образцах, полученных различными методиками. Природа комнатного магнетизма в РМП и РМО остатся не известной и одним из объяснений является формирование ферромагнитных (ферримагнитных) включений. Таким образом, разработка методов синтеза тонких прозрачных проводящих оксидных пленок, в том числе композитных, которые проявляют ферромагнетиз при комнатной температуре, является актуальной задачей.

Целью настоящей диссертационной работы являлось создание новых подходов синтеза для получения тонких поликристаллических In2O3 пленок и тонких композитных Fe - In2O3, Fe3O4 - ZnO пленок с помощью твердофазных реакций, а так же исследования их структурных, оптических, электрических и магнитных свойств.

Для достижения поставленной цели в данной работе решались следующие задачи:

1) синтезировать c помощью твердофазной реакцией окисления и провести исследования структурных, оптических и электрических свойств тонких In2O 2) исследовать влияния ультрафиолетового излучения (> 3 эВ) на оптические и электрические свойства тонких In2O3 пленок;

3) исследовать влияния ультрафиолетового излучения (> 3 эВ) и температуры на электрические свойства тонких In2O3 пленок;

4) изготовить c помощью твердофазной реакции и провести исследования структурных и магнитных свойств тонких композитных Fe – In2O3 пленок;

5) изготовить c помощью твердофазной реакции и провести исследования структурных и магнитных свойств тонких композитных Fe3O4 – ZnO пленок.

Научная новизна диссертационной работы может быть сформулирована в виде следующих положений, выносимых на защиту:

1) предложен новый низкотемпературный способ синтеза тонких In2O3 пленок с помощью твердофазной реакцией автоволнового окисления с температурой инициирования реакции ~ 1800С при скорости нагрева 1 К/сек. Показано, что при проведении автоволновой реакции, тонкие In2O3 пленки обладают однородной структурой по плоскости и по глубине по сравнению с исходной пленкой. Продемонстрировано, что после реакции автоволнового окисления коэффициент пропускания значительно увеличивается в диапазоне длин волн – 1100 нм (средний коэффициент пропускания порядка ~ 86 %) по сравнению с исходной пленкой. Коэффициент пропускания зависит от давления вакуумной камеры при проведении реакции. Удельное сопротивление пленок становится ~ 10-2 Ом·см;

2) впервые показано, что с помощью УФ облучения индуцируется переход типа металл-полупроводник в тонких In2O3 пленках с температурой перехода Тмпп ~ 100 К. Продемонстрировано, что переход является обратимым и возобновляемым с помощью выдержки на воздухе и УФ облучения, соответственно. Показано, что УФ излучение и температура влияют на изменение электрических и оптических свойств тонких In2O3 пленок;

3) разработан новый способ получения тонких композитных Fe – In2O3 пленок, которые обладают ферромагнетизмом при комнатной температуре, с низкой температурой начала протекания реакции (~ 1800С). Впервые получены тонкие композитные Fe3О4 – ZnO пленки, которые имеют высокую намагниченность при комнатной температуре, при низкой температуре начала протекания реакции (~ 2400С). Выявлены структурные особенности, которые ответственны за наличия магнитных свойств синтезированных композитных пленок.

Практическая значимость работы. Разработана простая и низкотемпературная технология получения тонких In2O3 пленок, которая позволяет снизить температуру до возможности синтеза пленок на термочувствительные подложки, например на подложки из полиэтилентерефталата. Разработанная технология может быть использована для синтеза других металлооксидных полупроводниковых тонких пленок. Кроме того, для реализации представленного метода синтеза требуется относительно недорогое технологическое оборудование.

Исследования влияния УФ облучения и температуры на электрические и оптические машиностроении для анализа оптических свойств покрытий космических аппаратов, а также могут быть использованы при разработке газовых сенсоров на основе прозрачных проводящих оксидов.

Разработанная методика получения тонких нанокомпозиционных Fe – In2O3 и Fe3O4 – ZnO пленок может быть применена для изготовления требуемых материалов устройств спинтроники. Синтезированные и исследованные нанокомозитные Fe – In2O3 и Fe3O4 – ZnO пленки могут быть использованы для создания новых устройств спинтроники.

направлениям развития научно-технологичного комплекса России на 2007-2013 годы" (госконтракт №14.513.11.0023).

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие в постановке цели и задач настоящей диссертационной работы. Проводил изготовление образцов и участвовал в проведении экспериментальных исследований, активно участвовал в интерпретации полученных результатов, подготовке и написанию научных статей по результатам исследований.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всероссийской научной конференции студентов физиков и молодых ученных «ВНКСФ-18»

(г. Красноярск, 2012), 3 Всероссийской молодежной конференции с элементами научной школы «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества» (г. Москва, 2012), международной научно-технической конференции «Нанотехнологии функциональных материалов» (г. Санкт – Петербург, 2012), 5 Байкальской международной конференции «Магнитные материалы. Новые технологии» (Иркутск, 2012), 16 международной научной конференции «Решетневские чтения» (г. Красноярск, 2012), Всероссийской научной конференции студентов физиков и молодых ученных «ВНКСФ-19»

(г. Архангельск, 2013), Всероссийской молодежной научной конференции «Инновация в материаловедении» (г. Москва, 2013) получен диплом 2 степени за победу в открытом конкурсе научных работ секции «Материалы авиационной и космической техники»

(Приложение 1), 11 Российской конференции по физике полупроводников (г. СанктПетербург, 2013), школе-конференции молодых ученых «Неорганические соединения и функциональные материалы» (г. Новосибирск, 2013), V Euro-Asian Symposium “Trends in MAGnetism”: Nanomagnetism EASTMAG-2013 (г. Владивосток, 2013).

Публикации по теме работы. Материалы диссертационной работы опубликованы в 6 статьях в реферируемых зарубежных и российских научных журналах, а также в тезисах 10 докладов на Всероссийских и международных конференциях.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитированной литературы и приложения. Общий объем диссертации - страниц, включая 54 рисунка, 4 таблицы и 1 страницу приложения. Библиографический список содержит 148 наименований.

Краткое содержание диссертации.

Во введении дано обоснование актуальности выбранной темы диссертационной работы. Сформулированы цели и задачи исследований, показаны новизна, практическая значимость полученных результатов и сведения об апробации работы, приведены защищаемые положения, кратко изложено содержание работы.

В 1-й главе проведн литературный обзор работ по синтезу и исследованию физических свойств тонких прозрачных проводящих оксидных пленок (ППО) и прозрачных проводящих оксидных тонких пленок, которые обладают магнитными свойствами (ППМО). Представлены методы и технологии для синтеза тонких ППО и ППМО пленок. Рассмотрены результаты исследования структурных, электрических, оптических и магнитных свойств тонких ППО и ППМО пленок. Освещены прикладные направления, в которых используются или могут быть использованы тонкие ППО и ППМО пленки. В конце главы приводятся выводы по обзору научной литературы, которые были приняты во внимания при определении цели и задач настоящей диссертационной работы.

Во 2-й главе представлены научное оборудование и методики, которые были использованы для синтеза и исследования физических свойств тонких поликристаллических In2O3 и композитных Fe – In2O3, Fe3O4 – ZnO пленок.

3 глава посвящена синтезу тонких пленок In2O3 методом низкотемпературной автоволновой реакции окисления в низком вакууме (от 1.5 до 0.5 Торр). Представлены исследования структурных, оптических и электрических свойств полученных тонких пленок оксида индия. Предложен механизм реакции автоволнового окисления.

Представлен сравнительный анализ оптоэлектронных свойств пленок оксида индия по сравнению с оптоэлектронными свойствами пленок оксида индия, полученных другими методами.

4 глава посвящена результатам исследования комплексного воздействия температуры (5 – 373 К) и фотооблучения (спектральный диапазон 0.2 – 0.7 мкм) на оптоэлектронные свойства пленок оксида индия, полученных автоволновым окислением. Представлены исследования релаксации электрического сопротивления и коэффициента пропускания в диапазоне длин волн 5 – 20 мкм после прекращения облучения. Показано, что облучение УФ светом приводит к возникновению перехода продемонстрированы обратимость и повторяемость МПП с помощью выдержки на воздухе и УФ облучения, соответственно.

В 5-й главе представлен новый метод синтеза для реализации композитных Fe – In2O3 и Fe3O4 – ZnO тонких пленок, которые имели высокую намагниченность при комнатной температуре, с помощью твердофазных реакций. Приведены результаты исследования структурных и магнитных свойств композитных Fe – In2O3 и Fe3O4 – ZnO тонких пленок. Определены структурные особенности, которые являются ответственными за магнитные свойства композитных пленок.

В заключении диссертации приводятся основные результаты и выводы работы, заключение, приложение, а также список цитируемой литературы (библиография).

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Данная глава посвящена литературному обзору научных работ, которые освещают современное состояние по синтезу и исследованию физических свойств тонких прозрачных проводящих оксидных пленок и прозрачных проводящих оксидных пленок, которые обладают магнитными свойствами. Представлены методы и технологии для синтеза тонких ППО и ППМО пленок. Рассмотрены результаты исследования структурных, электрических, оптических и магнитных свойств тонких ППО и ППМО пленок. Освещены прикладные направления, в которых используются или могут быть использованы тонкие ППО и ППМО пленки.

Прозрачные проводящие оксиды составляют особый класс полупроводников, которые, как правило, имеют широкую ширину запрещенной зоны и являются прямозонными полупроводниками. Такие материалы включают в себя: In2O3, ZnO, CdO, SnO2, Ga2O3, TiO2 а также более сложные двойные и тройные оксиды. В основном прозрачные проводящие оксиды используются в пленочной форме, и поэтому далее будут приводиться данные о методах получения и исследованиях физических свойств именно тонких ППО пленок.

1.1.1 Методы получения прозрачных проводящих оксидов Прозрачные проводящие оксиды в нанопленочной форме можно получить физическими или химическими методами, а также их комбинациями. Вначале будут кратко рассмотрены физические, а потом химические методы получения ППО.

Физические методы. Одним из самых простых физических методов получения ППО является вакуумное термическое осаждение тонкой металлической пленки исходного чистого материала на подложку и последующее окисление путем отжига в кислородосодержащей среде. Впервые таким методом были получены тонкие СdO пленки в 1907 году, обладающие прозрачностью в видимом диапазоне и способностью проводить электрический ток. Представленным способом можно получить различные ППО пленки. Например, в работе [1] использовали термическое осаждение индия в вакууме для получения тонких пленок и последующее их окисление на воздухе. Было показано, что окисление пленки полностью происходит при температуре 720 К при этом средний размер зерна и удельное сопротивление было 40 нм и 10-2 Ом·см, соответственно. В работе [2] использовали тонкие пленки металлического индия, которые осаждались термическим испарением индия в вакууме с последующим окислением на воздухе при температуре 600 К. Полученные пленки оксида индия обладали прозрачностью ~ 73,2 % в диапазоне 400 – 900 нм и удельным электрическим сопротивлением ~ 10,6·10-2 Ом·см. Авторами работы [3] было показано, что при увеличении скорости нагрева при окислении пленок индия улучшаются оптические и электрические свойства полученных пленок оксида индия. В недавнем исследовании [4] было продемонстрировано, что при увеличении температуры отжига пленки металлического индия в кислородосодержащей среде до 700 К происходит улучшение оптических свойств пленок оксида индия по сравнению с меньшей температурой отжига.

Необходимо отметить, что для представленного способа получения оксидных пленок применимы различные методы получения исходных металлических пленок. Прозрачные проводящие оксидные пленки можно получать с помощью прямого термического испарения исходного оксидного материала.

Особенность данного метода – существование собственной начальной температуры начала реакции окисления металлической пленки, которая зависит от типа металла. В большинстве случаев температура начала процесса окисления лежит больше или в пределах плавления полимерных и стеклянных подложек. Поэтому, представленный способ может быть не пригодным для синтеза пленок на термочувствительные подложки.

Известен способ испарения чистого металла в среде кислорода. Такой метод получил название реактивного испарения. Одной из разновидностью данного метода является активированное реактивное испарение, в котором используется дополнительно создаваемая плазма из смеси Ar + O2 с помощью торированного вольфрамового излучателя и низковольтового анода [5, 6]. На рисунке 1 схематично представлено конфигурация нескольких установок активированного реактивного испарения для получения тонких In2O3 пленок [6, 7]. В работе [7], авторы провели исследования оптических и электрических свойств тонких пленок оксида индия в зависимости от давления кислорода во время осаждения пленок. Давление кислорода менялось от 3,75·10-4 до 3,75·10-3 Торр в вакуумной камере. Синтез пленок проходил при фиксированной температуре подложки равной 573 К.

Рисунок 1. Схема установки активированного реактивного испарения (а), используемая в работе [7], где: E1, E2 – электроды для зажигания плазмы; B – тигель для испарения необходимого металла; N.V – вентиль для регулировки подачи кислорода в камеру через кольцевую трубку; H – нагреватель подложки; S.H – охладитель подложки. Схема установки активированного реактивного испарения (б), При давлении 1,5·10-3 Торр были получены пленки оксида индия с наилучшими свойствами: удельное сопротивление 8,2·10-4 Ом·см; прозрачность 87 %.

С помощью метода импульсно-лазерного осаждения можно получить достаточно качественные прозрачные проводящие оксидные пленки. Суть метода импульснолазерного осаждения заключается в следующем. Исходная мишень ППО расположена внутри вакуумной камеры. С помощью лазерного излучения определенной частоты и последующее осаждение на подложку. При этом излучение лазера происходит в импульсном режиме для того чтобы исключить перегрев или расплавление мишени. Как правило, длительность лазерного импульса порядка нескольких десятков наносекунд. В настоящее время, для этих целей широко используют эксимерные лазеры с длиной волны лежащей в ультрафиолетовой области [8-10]. Это связано с тем, что излучение эффективно поглощается оксидными мишенями. Лазеры с другими длинами волн также используются для получения тонких ППО пленок [11, 12]. На рисунке 2 представлены принципиальные схемы установок импульсно-лазерного осаждения для получения тонких ППО пленок [8, 13].

Рисунок 2. Схема установки импульсно-лазерного осаждения, используемая в работе (а) [8], где:TMP и RP – турбомолекулярный и ротарный вакуумные насосы, соответственно. Схема установки импульснолазерного осаждения для получения тонких Ga легированных ZnO пленок (б) [13], где: PC – При изготовлении тонких прозрачных проводящих оксидных покрытий с помощью метода импульсно-лазерного осаждения ключевыми параметрами, которые влияют на оптические и электрические свойства пленок, являются давление кислорода в вакуумной камере и температура подложки при осаждении [8, 10, 13-15]. Важным параметром, который влияет на микроструктуру пленок, является тип используемой подложки [9, 16]. Кроме этого, немаловажным остается значение подводимой мощности лазерного излучения, частота повторения и количество импульсов. От этих параметров зависит скорость осаждения и толщина пленки. С помощью метода импульснолазерного осаждения авторы работы [8] изготовили и провели исследования электрических свойств и прозрачности тонких пленок оксида индия в зависимости от температуры подложки и кислородного давления в вакуумной камере. В своем исследовании они показали, что для оптимального условия синтеза тонких In2O3 пленок необходимы температура подложки 423 К и давление кислорода в вакуумной камере 10 Торр. При данных условиях пленки оксида индия имели прозрачность ~ 85 % и удельное электрическое сопротивление ~ 3·10-4 Ом·см. В исследовании [13] с помощью импульсно-лазерного осаждения были получены тонкие Ga легированные ZnO (GZO) пленки. Авторы данной работы проводили исследования оптических и электрических характеристик пленок в зависимости от температуры подложки при напылении. Было показано, что при температуре подложки равной 573 К GZO пленки обладали удельным сопротивлением ~ 8,12·10-5 Ом·см.

Метод магнетронного напыления является одним из самых используемых методов для получения прозрачных проводящих оксидных покрытий [17]. Метод магнетронного напыления заключается в использовании тока ионов инертных газов (например использование аргона) для распыления материала мишени. В результате приложения отрицательного электрического потенциала на катод мишени относительно земли корпуса в среде инертного газа начинает возникать тлеющий разряд. Ионизированные атомы инертного газа начинают устремляться под действием электрического поля к катоду и распылять атомы мишени. При использовании постоянного магнита вблизи катода мишени, когда силовые линии магнитного поля становятся ортогональными к ионному току инертного газа, возникает аномально тлеющий разряд. Аномальный тлеющий разряд возникает в результате эффективной ионизации атомов инертных газов электронами, которые двигаются по циклоидной траектории из-за наличия скрещенных электрических и магнитных полей. Аномальный тлеющий разряд позволяет снизить концентрацию атомов аргона и тем самым позволяет улучшить вакуум при напылении.

В основном используют магнетронное напыление на постоянном токе, радиочастотное магнетронное напыления и реактивное магнетронное напыление. В первом случае используется постоянно приложенный потенциал на катод мишени и распыления мишени происходит при постоянном ионном токе инертного газа. В случае радиочастотного магнетронного напыления используется переменный по знаку электрический потенциал на электрод мишени с определенной частотой. В этом случае для получения тонких прозрачных проводящих покрытий, как правило, используют исходную оксидную мишень необходимого состава.

Реактивное магнетронное напыление использует реактивную газовую смесь (обычно смесь Ar + O2) во время распыления металлической мишени. Распыление мишени ионами аргона приводит к реакция между распыленными атомами металла и атомами активного газа. В результате образуется оксид металла, который осаждается на подложку. Реактивное магнетронное напыление используется и в случае использования исходной оксидной мишени для получения определенной стехиометрии оксидной пленки через соотношения инертного и реактивного газа. Реактивное напыление реализуется как в магнетронном напылении на постоянном токе, так и в радиочастотном магнетронном напылении. В общем случае магнетронное напыление является частным случаем ионно-плазменного напыления. Ионно-плазменное напыление также используется для получения тонких ППО покрытий, однако, на сегодняшний день оно используется значительно меньше по сравнению с магнетронным напылением из-за использования большой концентрации инертного рабочего газа при напылении.

На рисунке 3 показана принципиальная схема установки для получения ППО, которая совмещает магнетронное напыления на постоянном токе и радиочастотное магнетронное напыление. В данной напылительной установке можно реализовать реактивное напыление. Принципиальная схема установки была взята из обзорной работы [18].

Рисунок 3. Принципиальная схема установки магнетронного напыления на постоянном токе и С помощью магнетронного напыления можно получить высококачественные тонкие пленки: In2O3 [19], In2O3: Sn [20], In2O3: Ti [21], ZnO: Al [22, 23], Sn2O: Sb [23] а также другие ППО.

Химические методы. В настоящее время существует достаточно большое разнообразие химических методов получения прозрачных проводящих оксидов. Здесь будут рассмотрены наиболее распространенные химические методы для получения тонких прозрачных оксидов.

Распространенный химический способ для получения тонких ППО является химическое осаждение из газовой фазы. Химическое осаждение из газовой фазы состоит из химической реакции, которая происходит на поверхности нагретой технологическими параметрами во время синтеза прозрачных проводящих оксидов являются температура подложки, материал подложки, состав газообразной реагирующей смеси, газовый поток, общее давление при осаждении и геометрия рабочей области установки [24]. Для создания газообразной реагирующей смеси используют органометаллические (триметилиндий) и неорганические (InCl3) реагенты, которые смешиваются с газом-носителем, как правило, это O2, N2 или Ar [5].

Подготовленная таким образом газообразная реагирующая смесь поступает в область, где находится нагретая подложка, на которой происходит синтез оксидных пленок. На рисунке 4 представлена принципиальная схема установки для получения ППО покрытий методом химического осаждения из газовой фазы. С помощью химического осаждения из газовой фазы можно получить достаточно большое количество высококачественных прозрачных проводящих оксидов [24, 25].

Струйный пиролиз является универсальным химическим методом для получения широкого круга тонких пленок различного функционального назначения, включая простые и сложные прозрачные проводящие оксиды [26]. В процессе струйного пиролиза используется прекурсионный раствор, который распыляется на нагретую подложку при помощи инертного газа (например, азот или аргон). На поверхности подложки образуются мелкие капли прекурсионного раствора. Компоненты прекурсионного раствора взаимодействуют с нагретой подложкой с образованием необходимого химического соединения на поверхности. Химические реагенты выбираются таким образом, чтобы отличные от требуемого соединения продукты были летучими при температуре осаждения. Используемый струйный раствор состоит из необходимых реагентов и основания. Реагентами в растворе могут быть InCl3, SnCl4, Zn(CH3CO2) для получения In2O3, Sn2O и ZnO, соответственно. Этанол, метанол или дистиллированная вода используются как правило, в качестве основания [26].

Рисунок 4. Принципиальная схема установки химического осаждения из газовой фазы [18].

Свойства тонких пленок, которые синтезируются при помощи струйного пиролиза, зависят от скорости струи, температуры подложки, окружающей атмосферы, газаносителя, размера капли и скорости охлаждения после осаждения [5, 26]. На рисунке представлена типичная блок-схема установки струйного пиролиза. Недавно в работе [27], авторы синтезировали тонкие пленки оксида цинка легированного алюминием, оксида олова, оксида олова легированного сурьмой и оксида олова легированного фтором с помощью струйного пиролиза. Авторы показали, что средняя прозрачность тонких пленок была порядка ~80 % в видимом диапазоне и поверхностное сопротивления было порядка ~50 Ом/квадрат. В обзорной работе [28] авторы указывают, что большое количества прозрачных проводящих оксидов, которые широко используются в различных приложениях, можно получить с помощью струйного пиролиза.

Золь-гель метод является также распространенным химическим методом для получения различных по составу тонких пленок [17, 29, 30]. Процесс получения тонких прозрачных проводящих пленок при помощи золь-гель метода состоит из нескольких стадий. Сначала подготавливается прекурсионный раствор. Этот раствор переводят в коллоидальный раствор (золь). После этого, коллоидальный раствор преобразуют в гелеобразную форму и наносят на необходимую подложку с помощью устройства для Рисунок 5. Принципиальная схема установки струйного пиролиза [26].

нанесения покрытий. На окончательных стадиях изготовления покрытий выполняется термообработка. В обзорной работе, посвященной химическим методам получения прозрачных проводящих покрытий, можно подробно ознакомиться с методологией изготовления прозрачных проводящих покрытий данным методом [28]. На рисунке 6 в качестве примера приведена схема приготовления покрытий оксида цинка при помощи золь-гель метода. С помощью золь-гель метода можно получить широкий круг прозрачных проводящих оксидов: оксид цинка [31], оксид цинка легированный бором [32], оксид кадмия легированный цинком [33], оксид олова [34] и другие оксиды данного класса.

Недавно был предложен химический метод синтеза, при котором прозрачные проводящие тонкие пленки изготавливаются при сравнительно низких температурах [35-38]. Данный метод получил название – самогенерирующее химическое горение. Суть данного подхода в изготовлении тонких пленок заключается в использовании дополнительной энергии, которая выделяется при экзотермической реакции. Данная реакция возникает, когда исходную нанесенную пленку начинают отжигать. С определенной температуры отжига в исходной пленке происходит экзотермическая реакция с выделением теплоты, которая в свою очередь используется для дальнейшего нагрева исходной пленки.

Рисунок 6. Схема приготовления тонких пленок оксида цинка при помощи золь-гель метода [31].

При этом, дальнейшего повышения температуры отжига не требуется. В конце экзотермической реакции образуется требуемая ППО пленка. Исходную пленку изготавливают из определенного раствора, который состоит из горючего и окислительного реагентов. В качестве горючего и окислительного реагентов используют ацетилацетон (или мочевина) как горючее и нитраты металлов как окислитель, соответственно [36]. На рисунке 7 представлена схематическая последовательность предложенного метода синтеза. В работе [36] был предложен и использован данный химический метода для синтеза тонких пленок In2O3, In2O3:Sn, ZnSnO3и InZnO2,5, а также изготовлены на их основе тонкопленочные транзисторы. Поэтому, данный метод является перспективным для его использования при изготовлении электронных устройств на термочувствительных подложках.

Рисунок 7. Схема последовательности при изготовлении прозрачных проводящих пленок используя В этом параграфе представлены физические и химические методы для получения тонких прозрачных проводящих оксидов, которые широко распространены и интенсивно используются. Однако существует гораздо больше подходов для синтеза тонких ППО, но они, как правило, основываются на вышеуказанных методах.

термообработка. При синтезе ППО на термочувствительные подложки температура термообработки значительно уменьшается из-за разрушения самой подложки. В современных условиях производства электронных устройств необходимо снижать себестоимость конечной продукции, в том числе за счет снижения стоимости технологии производства. Снижение стоимости производства достигается путем использования простых методов синтеза ППО и использования менее дорогих материалов.

Таким образом, в настоящее время при синтезе тонких ППО пленок, преимуществом будут обладать методы: с низкой температурой синтеза, простой технологией производства и недорогим оборудованием для синтеза.

Прозрачные проводящие оксидные пленки могут иметь монокристаллическую, поликристаллическую и аморфную структуру. Кроме этого, в последнее время синтезируются наноструктурированные тонкие пленки в виде: наночастиц, нанотрубок, наноквадратов и т.д. При этом физические свойства наноструктурированных тонких ППО пленок могут отличаться от традиционных пленок.

In2O3 и ZnO наиболее широко используются в различных оптоэлектронных приложениях. По этой причине большое внимание будет уделено структурам оксида индия и оксида цинка. Некоторые структурные данные будут приведены и для других прозрачных проводящих оксидов.

Оксид индия имеет объемно-центрированную кубическую структуру с параметром ячейки равным 10,117 [39]. Данная структура является основной для оксида индия.

Существует также гексагональная решетка для оксида индия с параметрами ячейки 5,487 и 14,510, соответственно. Однако для синтеза требуются специфические условия, такие как высокое давление и температура. Стоит отметить, что известна метастабильная объемно-центрированная кубическая структура для оксида индия [39].

На рисунке 8 показана структура оксида индия, которая состоит из 32 атомов индия и атомов кислорода.

Рисунок 8. Объемно-центрированная кубическая структура оксида индия, которая показывает элементарную ячейку. Черные и белые сферы атомы индия и кислорода, соответственно [40].

Оксид цинка может иметь структуру типа вюрцита, цинковой обманки и каменной соли [41]. Данные структуры схематично представлены на рисунке 9. В условиях окружающей среды, стабильной является структура вюрцита. Структура типа цинковой обманки может стабилизирована с помощью роста на кубической подложке. Структура типа каменной соли может быть получена при относительно высоких давлениях [41].

Таким образом основной структурой для оксида цинка является структура типа вюрцита.

Рисунок 9. Возможные структуры для оксида цинка, где: а) структура типа каменой соли, б) структура типа цинковой обманки и в) структура типа вюрцита. Затененные серые и черные сферы обозначают Вюрцитовая структура имеет гексагональную элементарную ячейку с двумя параметрами решетки, которые имеют значение 3,25 и 5,2042, соответственно [41].

В таблице 1 приведены структурные данные для диоксида олова, диоксида титана и оксида кадмия.

Таблица 1. Структурные данные для некоторых прозрачных проводящих оксидов Монокристаллическая структура прозрачных проводящих оксидных пленок реализуется, как правило, на монокристаллических подложках при эпитаксиальном росте тонкой пленки. В качестве подложки для эпитаксиального роста прозрачной проводящей пленки, могут быть использованы ZrO2 стабилизированный Y, сапфир, InN, InAs и монокристалл MgO [44, 45]. Эпитаксиально выращенные тонкие ППО пленки интересны для фундаментальных и прикладных исследований [46, 47]. Эпитаксиальные тонкие ППО пленки исследуются для определения основных физических свойств, поскольку в таких пленках присутствуют относительно малое количество дефектов.

Прикладные исследования эпитаксиальных тонких ППО пленок связаны с их возможностью использования в гетероструктурах солнечных ячеек [44], транзисторах [45], светоизлучающих диодов и лазеров [48]. В качестве иллюстрации на рисунке приведены поперечные сечения эпитаксиальных пленок оксида индия и оксида цинка полученные при помощи электронной микроскопии.

Рисунок 10. Поперечное сечение тонких In2O3 (а) и ZnO (б) пленок, эпитаксиально выращенных на Эпитаксиальные тонкие ППО пленки начали изготавливать относительно недавно. В научной литературе встречаются сообщения в основном о тонких пленках оксида цинка и оксида индия.

Поликристаллическая структура тонких прозрачных проводящих оксидных пленок реализуется в большинстве случаев при синтезе пленок. Это связано с использованием стеклянных или других подложек при изготовлении ППО покрытий и использованием температурной обработки. Температуры термообработки обычно достаточно, чтобы происходила кристаллизация напыляемых тонких ППО пленок. Например, для оксида индия температура кристаллизации находится вблизи 200 С [50]. Проведение термообработки улучшает оптические и электрические свойства тонких прозрачных проводящих пленок [50-53].

Поликристаллическая структура тонких ППО пленок состоит из кристаллитов, которые случайным образом ориентированы на подложке. Геометрические размеры кристаллитов в ППО пленках могут иметь значения от единиц до сотен нм.

Поликристаллическая структура может состоять из узкодисперсных и широкодисперсных кристаллитов. Для определения геометрических размеров кристаллитов тонких прозрачных пленок используются прямые традиционные методы анализа поверхности – электронная и зондовая микроскопия [54]. Сравнительно простой и широко распространенный подход для определения геометрических размеров кристаллитов является методика Шеррера. Методика основана на рентгеноструктурном анализе. По ширине интенсивности пика рентгеновского отражения от поверхности тонкой пленки на уровне половины максимального значения находится значение размера кристаллита по формуле (1):

где D – размер кристаллитов, – длина волны рентгеновского излучения, – угол дифракции, – ширина пика отражения на полувысоте. Стоит отметить, что формула Шеррера может быть использована для корректной оценки размеров в случаи узкодисперсных кристаллитов в тонких пленках.

На рисунке 11 представлены несколько морфологий поверхностей прозрачных проводящих оксидных тонких пленок с помощью сканирующего электронного микроскопа. На рисунке 11 видно, что поверхности ППО пленок состоят из множества кристаллитов, которые имеют разную кристаллографическую ориентацию. При использовании сканирующей электронной или зондовой микроскопии, существует возможность найти среднее значение размеров кристаллитов, а также возможность найти статистическое распределение кристаллитов в пленочном образце. Такой анализ распределения кристаллитов в образце может быть выполнен при помощи встроенных программных пакетов, которые используются в электронной и зондовой микроскопии.

Рисунок 11. Морфологии поверхностей тонких In2O3 (а), SnO2:F (б), ZnO (в) и ZnO:Al (г) пленок, полученных при помощи сканирующей электронной микроскопии [31, 51, 53, 55].

В настоящее время поликристаллическая структура является доминирующей в тонких прозрачных проводящих оксидных пленках при их промышленном изготовлении.

Аморфная структура прозрачных проводящих пленок представляет большой научный и прикладной интерес для исследователей. Научный интерес связан с особенностями физических свойств таких систем в отличие от их кристаллической структуры. Аморфная структура проводящих оксидов имеет ближний порядок и одновременно в этой структуре отсутствует дальний порядок, который характерен для кристаллов. По этой причине, радикально меняется зонная структура таких материалов из-за неупорядоченных атомных потенциалов материала [56]. В итоге появляются особенности электрических, оптических и других свойств [56, 57]. В теоретической работе [56] исследователи показали, что при изменении структуры элементарной ячейки оксида индия и оксида индия легированного оловом от кристаллического до аморфного состояния будет изменяться зонная структура [56]. На рисунке 12 представлена структурная эволюция элементарной ячейка оксида индия, которая была использована для исследования в данной работе [56].

Рисунок 12. Структура элементарной кубической ячейки оксида индия, которая претерпевает изменение от полного кристаллического (Структура А) состояния до аморфного состояния (Структура Н) [56].

Прикладной интерес к аморфным прозрачным проводящим оксидам вызван из-за их термочувствительные полимерные подложки. Известно, что при синтезе тонких ППО пленок при комнатной температуре преобладающей является аморфная структура. В дальнейшем для улучшения физических свойств ППО производится термообработка.

При использовании полимерных подложек температура термообработки должна быть менее 200 С [58]. По этой причине аморфная структура ППО рассматривается как альтернатива кристаллической структуре [58].

Наноструктурированные тонкие ППО пленки состоят из массива узкодисперсных наночастиц, которые имеют геометрическую форму листов [59], проволок [60-62], пирамид [63] и других форм [64, 65]. Синтез и изучения физических свойств таких наноструктурированных тонких ППО пленок начались относительно недавно.

Наноструктурированные пленки синтезируются в основном с помощью химических методов. В данных пленках отношение занимаемой площади поверхности пленки к площади поверхности массива наночастиц намного меньше единицы. Поэтому, наноструктурированные ППО пленки представляют большой прикладной интерес для газовой сенсорики [66] и других смежных приложений [62]. На рисунке представлены несколько типовых поверхностей наноструктурированных тонких ППО пленок.

Рисунок 13. Тонкие пленки оксида индия легированного оловом, состоящие из массива нанопроволок (а) [60] и массива наночастиц с «меч» подобной формой (б) [65].

Прозрачные проводящие оксиды, как было указано, являются вырожденными прямозонными полупроводниками с шириной запрещенной зоны 3еВ. Удельное сопротивление ППО может лежать в широком диапазоне от 104 до 10-5 Ом·см в зависимости от условий синтеза. В основном, прозрачные проводящие оксиды имеют электронный тип проводимости. Однако существует ряд исследовательских работ, которые посвящены синтезу и исследованию прозрачных проводящих оксидов с дырочным типом проводимости. В настоящем параграфе будет приведен обзор свойств ППО с электронным типом проводимости.

До настоящего времени однозначно не ясно, что является источником электронной проводимости в прозрачных проводящих оксидах и этот вопрос является ключевым.

Одна из широко использованных моделей для объяснения проводимости в ППО является наличие кислородных вакансий, которые образуют донорные уровни вблизи минимума зоны проводимости. В обзорной работе [67] можно найти современные модели и механизмы, которые объясняют электрическую проводимость в прозрачных проводящих материалах.

Проводимость (, Ом-1·см-1) в ППО может быть выражена через следующее уравнение:

где n (см-3) концентрация зарядов носителей, (см2/ В·с) подвижность зарядов носителей и e (Кл) заряд электрона. Из уравнения (2) видно, что основными параметрами электрической проводимости являются концентрация и подвижность зарядов носителей. Электрическая проводимость обратно пропорциональна электрическому сопротивлению (, Ом·см):

В основном электрические свойства ППО характеризуются непосредственно данными параметрами: электрическим сопротивлением, концентрацией и подвижностью зарядов носителей. Стоит отметить, что иногда в научной литературе электрические свойства твердых тел называют транспортными свойствами.

Традиционно электрические свойства тонких прозрачных проводящих оксидных пленок исследуются в зависимости от влияния следующих параметров:

1) типа и концентрации легирующей примеси [68-71];

2) температуры и типа подложки при синтезе ППО [68, 72, 73];

3) условиями газовой среды при синтезе ППО [8, 68, 72, 74, 75];

4) методов обработки ППО после синтеза [50, 55, 76-78];

5) температуры ППО [44, 79-81].

Экспериментальные и теоретические работы по изучению влияния вышеуказанных факторов на электрические свойства связны с основными задачами – понимать физические механизмы и управлять значением электрической проводимости в ППО материалах.

Эффективным средством для увеличения электрической проводимости прозрачных проводящих оксидов является легирование примесными атомами. Легирование примесными атомами позволяет увеличить концентрацию зарядов носителей за счет неглубоких примесных уровней в зонной структуре в ППО. Однако легирование примесными атомами может привести также к увеличению подвижности зарядов носителей [82]. При легировании руководствуются следующим правилом. Атом примеси должен иметь выше валентность, чем атом, который образует оксидное соединение. Например, в случае оксида индия легированного оловом, атом олово имеет валентность +4, а атом индия валентность +3. Для оксида цинка легированного алюминием, атом алюминия имеет валентность +3, а атом цинка имеет валентность +2, соответственно. Кроме этого, концентрация примесных атомов ограничивают для того что бы избежать образования второй фазы (SnO2 и Al2O3 для вышеуказанных примеров), что может сказаться на конечных электрических свойствах ППО. Основываясь на данных рекомендациях, проводятся многочисленные работы по синтезу и исследованию электрических свойства ППО от типа и концентрации легирующей примеси. На рисунке 14, как иллюстрирующий пример, представлены зависимости электрических свойства от типа и концентрации легирующей примеси для некоторых тонких ППО пленок.

Тип и температура подложки при синтезе тонких ППО пленок являются также Рисунок 14. Электрические свойства в зависимости от типа и концентрации легирующей примеси:

оксид индия легированный оловом, где 1 – удельное сопротивление, 2 – подвижность зарядов носителей, 3 – концентрация зарядов носителей (а) [68]; оксид цинка легированный алюминием (б) [69];

оксид олова легированный сурьмой (в) [70]; оксид кадмия легированный индием (г) [71].

важными параметрами, которые влияют на электрические свойства. Фактически температура подложки при синтезе ППО является энергетическим источником для активизации дополнительных зарядов носителей от примесных атомов или других доноров. Тип подложки определяет структурные особенности синтезирующейся ППО пленки и взаимодействия между данной пленкой и поверхностью подложки на интерфейсе. По этим причинам электрические свойства тонких ППО пленок интенсивно исследуются от типа и температуры подложки. На рисунке 15 представлены электрических свойства нескольких тонких металлооксидных пленок в зависимости от температуры подложки.

Рисунок 15. Электрические свойства в зависимости от температуры подложки при синтезе тонких пленок: оксид индия легированный оловом, где 1 – удельное сопротивление, 2 – подвижность зарядов носителей, 3 – концентрация зарядов носителей (а) [68]; оксид цинка легированный фтором (б) [73].

Электрические свойства прозрачных проводящих оксидов сильно зависят от стехиометрии по кислороду. Стехиометрией по кислороду в ППО можно управлять с помощью изменения давления кислорода в вакуумной камере при синтезе пленки.

Давление кислорода при синтезе непосредственно влияет на электрические свойства экспериментальных исследовательских работах по синтезу новых и традиционных тонких ППО пленок, исследованию электрических свойств в зависимости от давления кислорода в вакуумной камере отводится важное место. Стоит отметить, что при использовании магнетронных методов получения ППО, кислород смешивается с аргоном в определенных пропорциях.

На рисунке 16 представлены графики зависимостей электрических свойств нескольких тонких ППО пленок от давления кислорода при синтезе.

Рисунок 16. Электрические свойства в зависимости от кислородного давления в вакуумной камере при синтезе тонких пленок: оксид индия (а) [8]; оксид цинка легированный алюминием (б) [75].

После синтеза тонких ППО пленок для улучшения или модификации их электрических свойств, применяются различные методы обработки. Наибольшее распространение получила термообработка тонких ППО пленок. Термообработка является процессом нагрева синтезированных тонких пленок до определенной температуры в вакууме при заданном времени. Скорость нагрева при термообработке термообработки зависит от стабильности используемой подложки и необходимой температуры, при которой улучшается кристаллическая структура ППО. Кроме этого, термообработка проводится, когда необходимо перевести тонкие ППО пленки из исследовательской работе [76] было показано, что при отжиге пленки при температуре ~ 523 К наступает кристаллизация аморфной структуры оксида индия легированного оловом с изменением электрических свойств. Термообработка кроме структурных изменений может активировать и дополнительные носители заряда от примесных атомов.

Существуют альтернативные методы обработки, которые сильно влияют на электрические свойства ППО. Фотонное облучение с энергией излучения сопоставимой с энергией ширины запрещенной зоны ППО является эффективным методом обработки для увеличения электрической проводимости [77, 78]. Однако эффект от такой обработки является обратимым с определенным временем релаксации, которое зависит от газовой среды и температуры ППО. Выдерживание тонких ППО пленок в кислородосодержащей среде приводит к уменьшению электрической проводимости.

Данная обработка противоположна фотооблучению. Эффекты, связанные с изменением электрических свойств тонких ППО пленок в зависимости от фотооблучения и выдержки в кислородосодержащей среде, являются полезными для газосенсорных приложений [83, 84]. На рисунке 17 представлены зависимости электрической проводимости от фотооблучения и выдержки в кислородосодержащей среде для оксида индия и оксида цинка.

Рисунок 17. Динамическое изменение электрической проводимости в зависимости от фотооблучения и выдержки в кислородной среде: оксид индия (а) [85]; оксид цинка (б) [86].

Кроме этого, существует подход, в котором используются совместно термообработка и фотооблучение для реализации качественного ППО канала в тонкопленочных транзисторах [87]. На сегодняшний день проведено множество других исследовательских работ связанных с изучением электрических свойств ППО в зависимости от методов обработки, таких как ионное, электронное, рентгеновское и других облучений. Однако представленные исследования являются специфическими и трудными с точки зрения повторения в реализации, поэтому они не включены в обзорную главу.

Электрические свойства прозрачных проводящих оксидов исследуются в широком диапазоне температур. Как правило, температурные исследования проводятся в двух температурных диапазонах от гелиевых температур до комнатной температуры и от комнатной температуры в сторону высоких температур. Первый температурный диапазон исследований связан с изучением фундаментальных механизмов, которые ответственны за поведения электрических свойств ППО. Второй температурный диапазон исследований связан главным образом с прикладными задачами.

Источником проводимости в ППО, как было отмечено выше, являются кислородные вакансии, которые, возможно, создают донорные уровни вблизи минимума зоны проводимости. Кислородные вакансии создаются в результате нарушения стехиометрии по кислороду, когда синтезируется прозрачная проводящая пленка при определенных условиях. Соответственно при разных условиях синтеза ППО меняются электрические свойства при комнатных температурах и в конечном результате, будут изменяться их температурные зависимости. По этой причине исследователи проводят температурные измерения электрических свойств в зависимости от параметров (в том числе и концентрации легирующей примеси) синтеза тонких ППО пленок. На рисунке представлены, как иллюстрирующий пример, температурные зависимости электрических свойств нескольких ППО.

Значения электрической проводимости в ППО материалах в зависимости от температуры могут быть найдены через теоретические модели, которые основываются на определенных физических механизмах. Теоретические модели, которые способны объяснить температурную зависимость электрической проводимости ППО, выбирают путем лучшего соответствия аппроксимирующей зависимости измеренных значений при определенных температурах.

Рисунок 18. Изменения электрических свойств в зависимости от температуры: оксид индия Температурная зависимость электрической проводимости прозрачных проводящих оксидов, которая имеет отрицательный температурный коэффициент сопротивления, может быть объяснена через механизм температурной активации носителей заряда. В этом случае температурная зависимость электрической проводимости может быть выражена через закон Аррениуса [81]:

где E, А и kB являются энергией активации, предэкспоненциальным коэффициентом и константой Больцмана, соответственно.

В случае низких температур для ППО часто используется модель прыжковой проводимости Мотта [88, 89]:

где 0 является предэкспоненциальным коэффициентом, а T0, – радиус локализации, NF – плотность состояния на уровни Ферми, p – численный коэффициент.

Сильно легированный ППО, при помощи примесных атомов или кислородных вакансий, является вырожденным полупроводником и имеет металлический тип температурной зависимости проводимости. В этом случаи концентрация зарядов носителей слабо зависит или не меняется от температуры, а электрическая проводимость главным образом зависит от температурной подвижности зарядов носителей.

Недавно стало известно, что некоторые тонкие ППО пленки могут иметь интересные физические явления, такие как, переходы типа металл-полупроводник (МПП) или металл-изолятор (МИП). Стоит отметить, что они являются идентичными, но называются иногда по-разному в различных научных статьях. МПП или МИП в прозрачных проводящих оксидах и других полупроводниках являются объектами большого научного интереса, поскольку проявляются квантовые особенности транспортных свойств в таких системах. Данные переходы могут случаться в широком температурном диапазоне и наблюдаться в легированных тонких ППО пленках. Однако недавние исследования показали, что такие переходы могут происходить в чистых ППО пленках, таких как, оксид индия и оксид цинка при низких температурах. Для того чтобы наблюдать МПП или МИП в чистых оксидных полупроводниках требуется определенные условия синтеза. МПП может быть объяснен с помощью предложенной модели для проводимости в неупорядоченном твердом теле [90]. Электрическое сопротивление для тонких ППО пленок в этом случае можно записать в следующем виде [90]:

где, 0, a и b являются остаточной проводимостью и численными температурнонезависимыми коэффициентами, соответственно. Квантовые поправки, которые учитываются в уравнении (6), соответствуют слабой локализации (второй член в знаменателе). Параметр p определяет тип взаимодействия, когда p = 3 электронфононное взаимодействие является доминирующим. На рисунке 19 представлены несколько переходов металл-полупроводник, которые обнаружены при низких температурах для тонких нелегированных In2O3 и ZnO пленок.

Рисунок 19. Температурная зависимость удельного электрического сопротивления, на которой наблюдается переход металл-полупроводник: оксид индия с температурой перехода TMST = 118 K (a) [44]; оксид цинка с температурой перехода TMST ~ 150 K (б) [80].

Оптические свойства являются основными свойствами ППО наряду с их электрическими характеристиками. В основном оптические свойства исследуют для того что бы определить следующие важные параметры:

1) значения коэффициентов пропускания и отражения в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазоне длин волн;

2) значения оптической запрещенной зоны;

3) значения показателя преломления и экстинкции в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазоне длин волн.

Оптические свойства ППО непосредственно связанны с их электрическими свойствами. В рамках классической теории Друде для свободных электронов, диэлектрическая функция материала может быть записана как [53, 91]:

где - значение диэлектрической константы материала при высоких частотах, среднее время между двумя последовательными актами рассеяния электрона и p плазменная частота, которая характеризует коллективные колебания концентрации зарядов носителей в материале. Плазменная частота и концентрация зарядов носителей в материале связана следующим соотношением:

где n – концентрация свободных носителей заряда, e – электрический заряд электрона (1.6·10-19 Кл); m* – эффективная масса электрона в материале, 0 – электрическая постоянная (8.85·10-12 Ф/м), – диэлектрическая постоянная материала на высоких частотах. В свою очередь параметр связан с подвижностью зарядов носителей через данное уравнение:

Комплексный показатель преломления является корнем квадратным от диэлектрической функции, то есть:

где nref - коэффициент преломления, k – коэффициент экстинкции. При известной толщине материала и измеренными коэффициентами пропускания T() и отражения R() коэффициенты nref и k могут быть найдены. Таким образом, через уравнения (7) – (10) устанавливается прямая связь между оптическими и электрическими свойствами материалов. Необходимо заметить, что плазменная частота материала разделяет оптический диапазон на область пропускания и область отражения. Другими словами, материал, имеющего плазменную частоту p, имеет область пропускания в диапазоне частот > p и область отражения в диапазоне < p. Для тонких ППО пленок область пропускания ограничивается в ультрафиолетовой области вследствие фундаментального края поглощения, когда энергия света сопоставима с энергией ширины запрещенной зоны. На рисунке 20 представлены оптические спектры для типичного ППО с соответствующим разделением спектра на область пропускания и отражения через плазменную длину волны p.

Диэлектрическая модель Друде достаточно широко используется в случае тонких ППО пленок для нахождения электрических свойств через оптические измерения [53, 91-93]. Как было показано выше, оптические свойства ППО являются зависимыми от электрических свойств. По этой причины оптические свойства также будут зависеть от технологии получения тонких ППО пленок и условий обработки. При синтезе новых или традиционных ППО исследователи проводят как правило, совместные оптические и электрические измерения для того, чтобы выявить закономерности изменения оптоэлектронных свойств от технологии получения и обработки.

Рисунок 20. Спектры пропускания, отражения и поглощения для типичных ППО [28].

Изменение концентрации зарядов носителей в ППО согласно уравнению (8) будет приводить к изменению плазменной частоты. При увеличении концентрации зарядов носителей в ППО плазменная частота будет смещаться в сторону видимого диапазона, и соответствующее окно прозрачности будет существенно уменьшаться [93]. Уменьшение окна прозрачности является не желательным эффектом в приложениях солнечной фотогальваники. В исследовательской работе [93] экспериментально было показано, что при увеличении концентрации зарядов носителей в тонких пленках оксида кадмия за счет легирования индия окно прозрачности значительно уменьшается (рисунок 21). С другой стороны, для увеличения окна прозрачности необходимо уменьшить концентрацию зарядов носителей в ППО. При уменьшении концентрации зарядов носителей в тонких ППО пленках согласно уравнению (2) уменьшится и увеличится электрическая проводимость и сопротивления, соответственно. Таким образом, при синтезе тонких ППО пленок для практического применения необходимо заранее предусматривать подобные оптоэлектронные эффекты.

Рисунок 21. Спектры пропускания и отражения для тонких CdO пленок легированных индием: без легирования (а); концентрация индия (1,4 ±0,4) атомных % (б); концентрация индия (2,2±0,7) атомных % (в); концентрация индия (9±1) атомных % (в) [93].

Существует определенный подход для решения задачи о сохранении высокой электрической проводимости и широкой области прозрачности в тонких ППО пленках.

подвижности зарядов носителей при постоянной концентрации зарядов носителей. В этом случаи плазменная частота не меняется и остается постоянным окно прозрачности, а сопротивление тонких ППО пленок можно уменьшить. Как было отмечено выше, тонкие ППО пленки легируют определенными примесными атомами, которые увеличивают значения подвижности носителей зарядов [94].

В исследовательской работе [95] было продемонстрировано, что тонкие пленки оксида индия легированного молибденом имели окно прозрачности шире, чем окно прозрачности тонких пленок оксида цинка легированного алюминием (рисунок 22). При этом пленки оксида индия легированного молибденом и оксида цинка легированного алюминием имели близкие значения поверхностного сопротивления.

Рисунок 22. Спектры пропускания, отражения и поглощения тонкой пленки оксида индия легированного молибденом и спектр пропускания тонкой пленки оксида цинка легированного Одним из важных оптических свойств прозрачных проводящих оксидов является оптическая ширина запрещенной зоны. Энергия оптической запрещенной зоны в полупроводниках материалах определяет энергию падающего излучения, которая необходима электрону валентной зоны для того что бы перейти в зону проводимости.

Фактически энергия оптической запрещенной зоны определяет границу пропускания тонких ППО пленок со стороны высоких частот (УФ диапазон). Таким образом, границы окна прозрачности тонких ППО пленок можно определить с помощью энергии оптической запрещенной зоны и плазменной частоты. Плазменная частота и энергия оптической запрещенной зоны определяют низкочастотные и высокочастотные границы окна прозрачности, соответственно. Поэтому эти два оптических параметра являются ключевыми для прикладных приложений.

Энергия оптической запрещенной зоны (Eopt) тонких ППО пленок связана с энергией фундаментальной запрещенной зоны следующим уравнением [73]:

где Eg – энергия фундаментальной запрещенной зоны определенная для конкретного материала, EBM – добавочная энергия, связанная с эффектом сдвига Бурштейн – Мосса [96]. Эффект Бурштейна – Мосса связан с увеличением энергии необходимой для перехода электрона с валентной зоны в зону проводимости поскольку существует электронная занятость нижней части зоны проводимости. Поправочная энергия, связанная с эффектом Бурштейна – Мосса, зависит от концентрации зарядов носителей и может быть выражена через следующее уравнение:

где h – константа Планка. Из уравнений (11) – (12) видно, что энергия оптической запрещенной зоны зависит от концентрации зарядов носителей и данная зависимость наблюдается экспериментально [13, 75, 96, 97]. На рисунке 23 представлена экспериментальная зависимость энергии оптической запрещенной зоны от концентрации зарядов носителей в тонкой ППО пленке. Необходимо заметить, что оптическая запрещенная зона содержит поправочные энергии и от других существующих эффектов, но считается что эффект Бурштейна – Мосса вносит доминирующую поправочную энергию. В работе [98] можно подробнее ознакомиться с другими поправочными энергиями.

Таким образом, оптические свойства являются главными характеристиками тонких ППО пленок и являются зависимыми от электрических свойств, главным образом от концентрации зарядов носителей. По этой причине при синтезе традиционных и новых тонких ППО пленок разработчики и исследователи стараются проводить комплексные измерения оптоэлектронных свойств для выработки оптимальной технологии синтеза.

Кроме этого, оптические измерения тонких ППО пленок позволяют производить анализ и определять значения электрических свойств таких как: удельного сопротивления, концентрации и подвижности зарядов носителей [99].

Рисунок 23. Зависимость энергии оптической запрещенной зоны от концентрации зарядов носителей в тонкой пленке оксида цинка легированного алюминием. На вставке зависимость энергии смещения оптической запрещенной зоны от концентрации зарядов носителей [96].

В этом параграфе представлена обзорная информация о состоянии проблематики, связанной с изучением проводящих прозрачных оксидов, которые обладают ферромагнетизмом. Представлены основные концепты синтеза, особенности структуры и морфологии, а также магнитные свойства ПППМ.

Полупроводники, проявляющие ферромагнетизм при комнатной температуре и исследователей из-за их потенциального применения в устройствах спинтроники [100, 101]. В таких полупроводниках, можно реализовать управление электронами за счет их собственного спина посредством внешнего магнитного поля.

Природа ферромагнетизма в разбавленных магнитных полупроводниках (РМП) и разбавленных магнитных оксидах (РМО) имеет огромный научный и технологический интерес [102-105]. Формирование РМП и РМО состоит в легировании металлами, которые встраиваются в рштку полупроводника или оксида с формированием тврдого раствора. Перспективными кандидатами для РМО являются допированые 3d ионами переходных металлов проводящие прозрачные оксиды, такие как In2O3, ZnO, TiO2, SnO2. Однако многочисленные экспериментальные результаты содержат противоречивые данные о ферромагнитном порядке в идентичных РМП и РМО образцах, полученных различными методиками. Природа комнатного магнетизма в РМП и РМО остатся не известной и одним из объяснений является формирование ферромагнитных (ферримагнитных) включений.

Таким образом, существует два основных подхода для синтеза тонких ППМО пленок.

Первый подход основан на легировании прозрачных проводящих оксидных пленок магнитными атомами. Второй подход основан на получении композитных пленок, которые имеют основную прозрачную проводящую оксидную матрицу с магнитными включениями. При этом под тонкими ППМО пленками будут пониматься тонкие пленки, полученные с помощью первого и второго подхода синтеза, соответственно.

1.2.1 Особенности структуры и морфологии ППМО Тонкие ППМО пленки синтезируют с использованием аналогичных методик и технологий, как и в случае тонких ППО пленок. Поэтому подробную информацию о технологиях синтеза можно найти в параграфе 1.1.1 настоящей работы.

При реализации первого подхода синтеза тонких ППМО пленок придерживаются процессом легирования оксидной матрицы пленки магнитными атомами [106, 107]. Этот процесс аналогичен и реализуется, как и в случаи легирования донорными атомами для получения высокой электрической проводимости (см. параграф 1.1.3). Важным при легировании остается контроль основной фазы оксидной матрицы и анализ причин появления вторичных фаз, которые связанны с магнитными атомами. Появление вторичных фаз при легировании является нежелательным фактором, потому что в большей степени они могут быть оксидами магнитных металлов, которые в основном не обладают ферромагнетизмом. Стоит заметить что, при легировании тонких ППО пленок, контроль появления вторичной фазы является сложной технологической задачей и требуется прецизионное измерительное оборудование высокой точности.

Существует второй подход синтеза, при котором тонкие ППО пленки проявляют ферромагнетизм при комнатной температуре. В этом случае необходимо организовать оксидную матрицу с внедренными ферромагнитными включениями, которые определенным образом расположены в структуре [108, 109]. Однако понимания способов контроля размера таких ферромагнитных включений в настоящее время является важной прикладной проблемой [108]. Ферромагнитные включения в оксидной матрице тонких пленок могут состоять из чистых магнитных атомов или магнитных оксидов. Стоит отметить, что существует достаточно ограниченное количество магнитных оксидов, которые обладают ферромагнетизмом при комнатной температуре.

С другой стороны, чистые магнитные включения, которые находятся в оксидной матрице, могут начать взаимодействовать с кислородом при повышенной температуре и в конечном результате образовать неферромагнитное оксидное соединение. На рисунке 24 представлено изображение поверхности композитной ППМО пленки, которая обладает ферромагнетизмом при комнатной температуре.

Рисунок 24. Поверхность тонкой In2O3 пленки с ферромагнитными включениями Fe3O4 (более темные области), которая получена при помощи сканирующего электронного микроскопа [108].

ферромагнитные включения по типу «ядро - оболочка» [110-113]. В этом случае ферромагнитные включения в качестве ядра будут иметь чистые магнитные атомы с оксидной оболочкой. Такие наноструктурированные ферромагнитные включения (наночастицы) можно отдельно получить при помощи химических методов синтеза.

Можно ожидать, что синтезированные композитные тонкие ППМО пленки с наноструктурированными ферромагнитными включениями будут обладать стабильными магнитными свойствами при комнатной температуре.

Таким образом, для получения тонких ППМО пленок, которые обладают магнитными свойствами при комнатной температуре, при первом и втором подходе требуются определенные технологии синтеза с комплексными исследованиями структурных и других физических свойств.

Магнитные свойства тонких ППМО пленок характеризуются в основном двумя параметрами: намагниченностью насыщения MS (Э/см2) и коэрцитивным полем HC (Э).

Намагниченность насыщения материала является намагниченность, при которой значение становится независимым от приложенного внешнего магнитного поля. HC материала определяет магнитное поле, которое необходимо приложить к ферромагнетику, предварительно намагниченному до насыщения, чтобы довести до нуля его намагниченность. Для того чтобы определить намагниченность насыщения и коэрцитивное поле ферромагнитного материала, проводят измерения петли гистерезиса M(H). На рисунке 25 представлены в качества примера петли гистерезиса для тонких ППМО пленок [114].

Магнитные свойства тонких ППМО пленок традиционно исследуются в зависимости от влияния следующих факторов:

1) типа и концентрации магнитной примеси;

2) технологии получения тонких ППМО пленок;

3) температуры тонких ППМО пленок.

Фактически, исследования зависимости магнитных свойств тонких ППМО пленок от влияния вышеперечисленных факторов подобны исследованиям электрических свойств тонких ППО пленок в зависимости от факторов, которые указаны в параграфе 1.1.3.

В настоящее время существует большое количество научных публикаций о синтезе и исследовании магнитных свойств тонких ППМО пленок, полученных при помощи Рисунок 25. Магнитные петли гистерезиса для тонких пленок оксида цинка легированного разным легирования магнитными атомами. Однако результаты этих исследований являются дискуссионными, а иногда противоположными друг другу. Главной проблемой создания ППМО на основе процесса легирования остается технологическая специфика синтеза, которая влияет на конечные магнитные свойства пленок. С другой стороны, синтезу композитных тонких ППМО пленок и исследованию их магнитных свойств уделено значительно меньше внимание [108]. Остается не ясным для композитных тонких ППМО пленок их магнитные свойства и функциональная значимость для прикладных задач.

В итоге, тонкие ППМО пленки, которые обладают ферромагнетизмом при комнатной температуре, являются перспективным классом функциональных материалов для применения в устройствах спинтроники, оптоэлектроники и магнитооптики. Задача, связанная с разработкой технологии синтеза тонких ППМО пленок с заранее определенными магнитными свойствами, является актуальной в настоящее время.

Проведение измерений магнитных свойств является основным источником данных для исследования и понимания природы ферромагнетизма в тонких ППМО пленках, в том числе и для композитных ППМО пленок.

В этом параграфе будут кратко рассмотрены прикладные задачи, в которых используются или могут быть использованы тонкие ППО и ППМО пленки. Сначала проанализирована возможная область применений тонких ППМО пленок.

В настоящее время тонкие ППО пленки широко используются как прозрачные электроды в различных приложениях: солнечные батареи, тонкие дисплеи, оконные приложения и т.д. [29, 58, 115, 116]. В таких приложениях тонкие ППО пленки должны иметь удельное электрическое сопротивления не более 10-4 Ом·см и коэффициент пропускания ~ 90 % в видимом диапазоне.

Тонкие ППО пленки являются чувствительными к кислородосодержащей газовой среде, поскольку содержат структурные дефекты, такие как кислородные вакансии. При нахождении в кислородосодержащей среде тонкие ППО пленки начинают менять свое электрическое сопротивление [83, 84, 117]. По этой причине тонкие ППО пленки используются в приложениях газовой сенсорики в качестве чувствительного элемента.

По динамическому изменению электрического сопротивления можно производить анализ газовой среды [118, 119].

Современные технологии позволяют создавать прозрачную электронику, для которой необходимы соответствующие управляющие прозрачные элементы, такие как тонкопленочные прозрачные транзисторы. Тонкие ППО пленки в этом случае становятся востребованными, потому что обладают полупроводниковыми свойствами [36, 87]. В обзорной работе [120] представлено современное состояние тонкопленочных транзисторов на основе тонких ППО пленок. Кроме этого, тонкие ППО пленки могут быть использованы в различных гетероструктурах для создания светоизлучающих диодов.

Тонкие пленки ППМО обладают уникальным набором полупроводниковых, оптических и магнитных свойств. Можно ожидать, что тонкие ППМО пленки будут использоваться в различных приложениях спинтронки, оптоэлектроники, магнитооптики и т.д. Однако для понимания области практического использования тонких ППМО пленок необходимо комплексно исследовать и проанализировать закономерности изменения их физических свойств в зависимости от приложенных условий.

Несомненно, здесь представлены основные области применения тонких ППО и ППМО пленок. Однако, область применения данных материалов, как утверждают специалисты и исследователи, может быть значительно шире.

Систематический анализ научной отечественной и зарубежной литературы в области прозрачных проводящих и прозрачных проводящих магнитных оксидов позволяет определить современные актуальные научные проблемы и задачи, а именно:

1) разработка низкотемпературных, простых и недорогих методов синтеза тонких ППО пленок для их использования на полимерных термочувствительных подложках;

2) проведения комплексных исследований структурных, электрических и оптических свойств тонких ППО пленок в зависимости от технологических параметров при использовании новых методов синтеза;

3) проведения комплексных исследований физических свойств тонких ППО пленок в зависимости от методов обработки;

4) разработка простых и недорогих методов синтеза тонких ППМО пленок с возможностью задания определенных магнитных свойств;

5) проведения комплексных исследований структурных, электрических, оптических и магнитных свойств тонких ППМО пленок в зависимости от технологических параметров синтеза.

Вышеизложенные выводы по анализу научной литературы были использованы автором и научным руководителем для формулировки цели и задачи настоящей диссертационной работы. Кроме этого, постоянно проводимый систематический поиск и анализ научной литературы позволял корректно интерпретировать получаемые экспериментальные зависимости и формулировать выводы, которые будут обсуждаться в следующих главах.

2 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СИНТЕЗА И

ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК

В этой главе представлено научное оборудование и методики, которые были использованы для синтеза и исследования физических свойств тонких In2O3 и композитных Fe – In2O3, Fe3O4 – ZnO пленок. Оборудование и методики будут разделены на следующие функциональные группы:

1) технологическое оборудование для синтеза тонких пленок;

2) научное оборудование и методики для исследования морфологий и структурных свойств тонких пленок;

3) научное оборудование и методики для исследования электрических свойств тонких пленок;

4) научное оборудование и методики для исследования оптических свойств тонких 5) научное оборудование и методики для исследования магнитных свойств тонких Представленное научное оборудование и методики, которые были использованы в настоящей диссертационной работе, являются современными и используются признанными отечественными и зарубежными научными лабораториями для синтеза и исследования тонких пленок.

2.1 Технологическое оборудование для синтеза тонких пленок Для синтеза тонких In2O3 и композитных Fe – In2O3, Fe3O4 – ZnO пленок была использована вакуумная установка УВН-2М1. Вакуумная установка УВН-2М1имеет два тигля для термического испарения исходных материалов. Базовое давление вакуумной установки ~ 10-6 Торр. При использовании данной установки существует возможность послойного напыления пленок разного состава без нарушения рабочего вакуума. Кроме этого, вакуумная установка УВН-2М1 оборудована управляемой печкой, которая используется для задания определенной температуры подложки при напылении. Печка может быть использована для проведения термообработки полученных пленок в вакууме. Максимальный нагрев печки ~ 1170 К. Максимальная скорость нагрева вакуумной печки ~ 20 К/с. На рисунке 26 представлена принципиальная блок-схема вакуумной установки УВН-2М1.

Рисунок 26. Блок-схема вакуумной установки УВН-2М1: 1 – вакуумная камера (откачиваемый объем); – термопарные лампы (датчики для измерения низкого вакуума); 3 – байпас (параллельная ветвь откачки камеры); 4 – вакуум трубопроводы; 5 – форвакуумный механический насос; 6 – вентили; 7 – диффузионный паромасляный насос; 8 – масляный отражатель; 9 – ионизационная лампа (датчик для 2.2 Научное оборудование и методики для исследования морфологии и Исследование фазового состава тонких In2O3 и композитных Fe – In2O3, Fe3O4 – ZnO плнок проводилось методом рентгеноструктурного анализа на установке «Дрон – 4М»

с использованием Cu K излучение ( = 0.154 нм). Порог чувствительности рентгеновского метода равен ~ 20 нм. Данным методом можно исследовать рост фаз, толщина которого превышает 20нм. Полученные рентгеновские дифрактограммы от образцов тонких пленок анализировались при помощи картотек ICDPS (Diffraction date cards and alphabetical and grouped numerical index of X-ray diffraction date. International Centre for diffraction date).

Исследования поверхностной морфологии тонких пленок было проведено с помощью сканирующего электронного микроскопа Hitachi S5500 (максимальное разрешение ~ 2 нм) и просвечивающего электронного микроскопа JEOL JEM-2100. Сканирующий электронный микроскоп Hitachi S5500 имел встроенный энергодисперсионный рентгеновский микроанализатор NORAN System SIX для определения химических элементов в образцах тонких пленок.

Химический состав поверхности тонких пленок исследовался на рентгеновском использовали MgKa (1253.6 эВ) излучение рентгеновской трубки мощностью 180 Вт.

записанным при энергии пропускания 20 эВ, полусферического энергоанализатора чувствительности. Спектры калибровались по значениям энергии связи С1s слоя углеводородных загрязнений (285.0 эВ). Для измерения профилей по толщине плнки использовали распыление ионами Ar+ (ускоряющее напряжение 2.5 кВ, ионный ток мкА, что отвечает скорости травления 0,25-0,4 нм/мин) растровой ионной пушки PUIQE 12/38 непосредственно в аналитической камере.

Химическое состояние атомов железа в тонких композитных Fe – In2O3 и Fe3O4 – ZnO пленках определялось с помощью мессбауэровской спектроскопии. Измерения проводились на мессбауэровском спектрометре МС1104Ем с источником Co57 (Cr).

Диапазон скоростей ±80 мм/с, нелинейность скорости не более ±0.05%, отклонение нулевой скорости не более ±3 мкм/с. Спектрометр имеет два канала регистрации с резонансным сцинтилляционным детектором, который увеличивает скорость накопления спектра и разрешающую способность спектрометра. Каждый канал регистрации имеет 1024 канала накопления импульсов мкостью канала 232.

2.3 Научное оборудование и методики для исследования электрических свойств Температурная зависимость сопротивления тонких In2O3 пленок измерялась стандартным четырехзондовым методом с помощью установки для исследования физических свойств твердых тел и наноструктур PPMS-9 (производитель Quantum Design, USA). Измерения были проведены в диапазоне температур 3 – 400 К.

Температурные измерения удельного электрического сопротивления, концентрации и подвижности зарядов носителей тонких In2O3 пленок определялись с помощью эффекта холла в четырехзондовой геометрии контактов. Для определения концентрации зарядов носителей в пленках, измерялось холловское напряжение UH:

где I – проходящий ток через образец, B – магнитная индукция и d – толщина пленочного образца. При известных величинах удельного электрического сопротивления и концентрации, подвижность зарядов носителей в пленках определялись с помощью уравнения (2).

Температурные исследования электрических свойств тонких In2O3 пленок проводились на собранной установке лаборатории радиоспектроскопии и спиновой электроники ИФ СО РАН. Установка укомплектована измерительно-питающим устройством (ИПУ) производства Keithley Instruments, Inc., Model 2400 SourceMeter. Для исследований в диапазоне температур 4.2 – 350 К использовался гелиевый криостат с устройством регулировки температуры, обеспечивающим точность до 0.1 К. Криостат электромагнитом, диапазон магнитных полей составлял 0-12 кЭ. Процесс измерений в программирования LabView. Принципиальная блок-схема установки показана на рисунке 27.

Рисунок 27. Принципиальная блок-схема установки для прецизионных исследований транспортных и магнитотранспортных свойств тонких пленок на постоянном токе.

Для исследования влияния оптического излучения на электрические свойства пленок In2O3 были использованы ртутные газоразрядные лампы с набором светофильтров. Для измерения мощности спектра ламп применялся измеритель мощности лазерного излучения COHERENT FIELD MAX II – TO. Спектры излучения ртутных газоразрядных ламп были определены с помощью спектрометра фирмы Ocean Optics HR 4000.

Синтез тонких композитных Fe – In2O3 и Fe3O4 – ZnO плнок может проходить в пределах нескольких секунд. В связи с этим для определения температуры инициирования реакции, скорости нагрева образца, изменения сопротивления и температуры образца во время реакции была использована автоматизированная установка. Измерения синтеза проводились методом in situ в вакуумной установке УВНМ1. Измерительный канал, состоящий из термопары (хромель-копель) ТП и усилителя УС позволяет измерять температуру нагрева пленки. В диапазоне температур 300 – 1073 К с точностью измерения 3 К.

2.4 Научное оборудование и методики для исследования оптических свойств Коэффициенты пропускания и отражения синтезированных тонких пленок были измерены с помощью Фурье-спектрометра Bruker Vertex 80 (Германия). Фурьеспектрометр Bruker Vertex 80 позволяет проводить исследования оптических свойств образцов в оптическом (25000 – 9000 см-1), ближнем ИК (15500 – 4000 см-1), среднем ИК (8000 – 350 см-1) и дальнем ИК (680 – 20 см-1) спектрах. Измерения образцов проводятся в вакууме не хуже чем 3·10-4 Торр. Фурье-спектрометр оборудован гелиевым криостатом замкнутого типа для исследования температурной зависимости коэффициента пропускания образцов в температурном интервале 4 – 350 К.

Спектрофотометр Shimadzu UV-3600 (спектральный диапазон 185 – 3300 нм) был использован для определения оптической запрещенной зоны тонких пленок оксида индия. Для этой цели пленки оксида индия синтезировались на кварцевых подложках.

Кварцевые подложки использовались для того, чтобы избежать дополнительного поглощения в УФ диапазоне. Из данных пропускания для тонких пленок оксида индия, квадрат коэффициента поглощения (2) рассчитывался в зависимости от энергии падающих фотонов h с помощью модели Тауца и параболической зоны:

где А – коэффициент пропорциональности. Значение оптической ширины запрещенной зоны было получено путем экстраполяции по касательной линии данных на оси абсцисс до пересечения с осью, где (h)2 представлено на графике в виде функции от h.

2.5 Научное оборудование и методики для исследования магнитных свойств Магнитные свойства тонких композитных Fe – In2O3 и Fe3O4 – ZnO плнок измерялись с помощью установки для исследования магнитных свойств твердых тел и наноструктур MPMS-XL (производитель Quantum Design, USA) и разработанного СКВИДмагнитометра. Установка MPMS-XL позволяет проводить температурные измерения магнитных свойств в диапазоне от 1.9 до 400 К. При использовании дополнительной высокотемпературной вставки, этот диапазон можно расширить до 800 К. Магнитные поля достигают значений ± 5 Тл. СКВИД-магнитометр был разработан в ИФ СО РАН и позволяет проводить измерения магнитных свойств в температурном диапазоне от 4. до 300 К в магнитных полях до ± 0.2 Тл

3 ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛЕНОК ОКСИДА ИНДИЯ ПОЛУЧЕННЫХ

АВТОВОЛНОВЫМ ОКИСЛЕНИЕМ

В данной главе представлен синтез тонких пленок In2O3 методом низкотемпературной автоволновой реакции окисления в низком вакууме (от 1.5 до 0.5 Торр). Представлены исследования структурных, оптических и электрических свойств полученных тонких пленок.

3.1 Особенности метода автоволнового окисления для получения тонких пленок Исходные пленки In + In2O3 были получены термическим осаждением чистого индия на стеклянные подложки в вакуумной камере при давлении 1.5 Торр при комнатной температуре. Твердофазную реакцию окисления исходных In + In2O3 пленок проводили путем нагревания подложки до 250C, со скоростью нагрева выше ~ 1K/сек при давлении 1.5, 0.9, 0.5 Торр. При таких условиях нагрева реакция проходила в автоволновом режиме (волной горения) со скоростью ~ 0.5 cм/сек. Автоволновой режим заключался в образовании на всю толщину плнки In2O3 зародыша, который самоподдерживающим способом распространялся по всей поверхности образца (рисунок 28). Однако при скорости нагрева ниже 1K/сек, реакция проходила по всей поверхности плнки в режиме медленной реакционной диффузии. Впервые автоволновое окисление Co-Dy плнок наблюдалось в работе [121], в которой предложен возможный механизм автоволновой режима горения. Автоволновой режим высокотемпературному синтезу (СВС) на порошках, который широко используется для получения новых материалов. Считается, что продукты СВС содержат мало примесей, чем исходная смесь и представляют собой высококачественные соединения. Однако закономерности и движущие силы распространения реакционных волн в наноплнках остаются мало изученными [122].

Рисунок 28. Снимок (вверху) и схематическое изображение автоволнового режима окисления (внизу).

Процессы интенсивного окисления проходят исключительно на фронте реакции [123].

На рисунке 29 приведена дифрактограмма исходного образца, полученного термическим испарением чистого индия на стеклянную подложку, которая показывает содержание стабильных тетрагональной In и кубической In2O3 фаз. Образование In2O фазы связано с тем, что при данных условиях получения в процессе испарения индия при давлении 1.5 Торр происходит его частичное окисление. Однако скорость напыления чистого индия больше чем скорость окисления и осаждения оксида индия, что приводило к формированию композитных пленок In + In2O3.

Рисунок 29. Дифрактограммы In2O3 пленок, полученных автоволновым окислением при различных давлениях в вакуумной камере: исходный образец (1), 1.5 Торр (2); 0.9 Торр (3);0.5 Торр (4) [123].

Аналогичные композитные пленки In + In2O3 были получены ранее похожим методом в работах [124, 125]. На рисунке 28 приведены дифрактограммы In2O3 пленок, полученных в автоволновом режиме окисления, нагревом исходных In2O3 + In2 плнок со скоростью выше 1K/сек до температуры 250C, в зависимости от давления в вакуумной камере. Вне зависимости от давления в вакуумной камере температура инициирования реакции для всех пленок составляла 180C и все плнки после реакции содержали стабильную кубическую In2O3 фазу. Уменьшение высот пиков In2O3 фазы указывает на уменьшение размеров зерна с уменьшением давления в вакуумной камере.

Используя формулу Шерерра (1), были определены средние размеры зерна: для исходных In + In2O3 пленок ~ 25 нм и для In2O3 образцов, полученных после автоволновой реакции при давлении 0.5 Торр ~ 20 нм.

На рисунке 30 представлены профили распределения In и O по глубине исходного In + In2O3 образца, и после прохождения волны окисления при давлении 0.5 Торр в вакуумной камере.

Рисунок 30. Зависимость концентрации In и O по глубине исходных In2O3 + In плнок до (а) и после автоволнового окисления при давлении 0.5 Торр (б) [123].

Из профилей, а также спектров In 3d, видно, что исходные пленки не являются однородными по глубине и содержат как металлический индий, так и оксид In2O3, что связано, прежде всего, с тем, что поверхность пленки после контакта с воздухом окислена. Концентрация оксида высока также для слоев, контактирующих с подложкой, причем наблюдается также линия, которая смещена к высоким энергиям связи из-за сильной электростатической подзарядки. Кроме того, оксид присутствует и в объеме пленки. Мы предполагаем, что это связано с композитным составом исходной пленки In + In2O3 при меняющейся скорости осаждении индия. После прохождения волны окисления по плнке происходит интенсивное перемешивание, которое создат однородность по всей поверхности и глубине In2O3 плнок.

На рисунке 31 показаны поверхностная морфология исходного In + In2O3 образца, и образца после прохождения волны окисления при давлении 0.5 Торр.

Рисунок 31. Изображения поверхностной морфология исходной пленки In – In2O3 до (а) и после прохождения волны окисления при давлении 0.5 Торр (б) [123].

Pages: |

| 2 |

Главная >> Диссертации - все темы

[ СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА .pdf ]

Похожие работы:

«БРИЧКИН АНДРЕЙ СЕРГЕЕВИЧ ВЛИЯНИЕ SP-D ОБМЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НА ЭКСИТОННЫЕ СОСТОЯНИЯ В ПОЛУМАГНИТНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КВАНТОВЫХ ЯМАХ И ТОЧКАХ 01.04.07 – физика конденсированного состояния ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель : Доктор физико-математических наук, профессор Кулаковский Владимир Дмитриевич Черноголовка Оглавление: Введение 1. Литературный обзор....»

«АШИЕВ АРКАДИЙ РУСЕКОВИЧ ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ГОРОХА (PISUM SATIVUM L.) И ЕГО СЕЛЕКЦИОННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В УСЛОВИЯХ ПРЕДУРАЛЬСКОЙ СТЕПИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН 06.01.05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Научный руководитель : доктор сельскохозяйственных наук...»

«ЧИСТЯКОВА ОЛЬГА ВЛАДИМИРОВНА ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ ИННОВАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА НА МЕЗОУРОВНЕ: ТЕОРИЯ, МЕТОДОЛОГИЯ И ПРАКТИКА Специальность 08.00.05 – Экономика и управление народным хозяйством (Управление инновациями) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора экономических наук Научный консультант : докт. экон. наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ В.И.Самаруха Иркутск СОДЕРЖАНИЕ...»

«из ФОНДОВ Р О С С И Й С К О Й Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н О Й Б И Б Л И О Т Е К И Пягай, Лариса Павловна 1. Дифференцированный подход при построении программы физической реабилитации больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких 1.1. Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2003 Пярай, Лариса Павловна Дифференцированный подход при построении программы физической реабилитации больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких [Электронный ресурс]: Дис.. канд. пед....»

«Браилов Юрий Андреевич УДК 513:944 Геометрия особенностей интегрируемых систем на алгебрах Ли 01.01.04. – геометрия и топология Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научные руководители академик А. Т. Фоменко, д. ф.-м. н. А. В. Болсинов МОСКВА – 2003 Оглавление 0 Введение 3 1 Cдвиги инвариантов на алгебре su(3) 10 1.1 Уравнения движения.......»

«Пащенкова Юлия Геннадьевна МОНИТОРИНГ ИММУННОГО СТАТУСА И ЕГО ПРОГНОСТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ДЛЯ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ У ЛИКВИДАТОРОВ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС 14.03.09 - клиническая иммунология, аллергология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель : профессор, доктор медицинских наук...»

«КАШИН СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ В СИСТЕМЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОТБОРА КАНДИДАТОВ НА УЧЕБУ И СЛУЖБУ В ОРГАНЫ ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИИ Специальность -13.00.08 Теория и методика профессионального образования (педагогические наук и) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Научный руководитель доктор педагогических наук, профессор...»

«ХИСАМОВ РАИЛЬ ЗАГИТОВИЧ ПРОЯВЛЕНИЕ МЯСНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ И МОРФОБИОХИМИЧЕСКИЙ СТАТУС ЖЕРЕБЯТ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В РАЦИОНАХ АДАПТИРОВАННЫХ К УСЛОВИЯМ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН МИКРОМИНЕРАЛЬНЫХ ПРЕМИКСОВ 06.02.08 – кормопроизводство, кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Научный руководитель доктор биологических наук, профессор Якимов О.А....»

«Дагаев Эдуард Хамзатович МЕТОДИКА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ПОНИЖЕННЫЕ ЧАСТОТЫ И СДВОЕННЫЙ ПРИЕМ СИГНАЛОВ 05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации (в технике и технологиях) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени...»

«ДРОКИН СЕРГЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Специальность: 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами - промышленность) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата экономических наук Научный руководитель : доктор экономических наук, профессор А. В. Горшков Челябинск СОДЕРЖАНИЕ Введение...»

«ИЗ ФОНДОВ РОССИЙСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ БИБЛИОТЕКИ Огилец, Наталья Ивановна Уголовная ответственность за незаконные действия с наркотическими средствами, психотропными веществами или их аналогами Москва Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2006 Огилец, Наталья Ивановна Уголовная ответственность за незаконные действия с наркотическими средствами, психотропными веществами или их аналогами : [Электронный ресурс] : По материалам судебной практики Краснодарского края :...»

«НАЗАРОВА Инна Таджиддиновна ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ПОЖАРООПАСНЫХ ЖИДКОСТЕЙ Специальность 05.11.16 – Информационно-измерительные и управляющие системы (приборостроение) Специальность 05.11.14 – Технология приборостроения ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Мурашкина Т.И. Научный консультант : кандидат технических наук, доцент...»

«Кайгородова Ирина Михайловна УДК 635.656 : 631.52 СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ГОРОХА ОВОЩНОГО (PISUM SATIVUM L.) РАЗНЫХ ГРУПП СПЕЛОСТИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ НА ПРИГОДНОСТЬ К МЕХАНИЗИРОВАННОЙ УБОРКЕ Специальность: 06.01.05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений 06.01.09 – овощеводство ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Научные...»

«САМАРКИН СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ Социально-демографические процессы в Северном Казахстане в конце XIX – первой четверти ХХ века 07.00.02 – Отечественная история (История Республики Казахстан) Диссертация на соискание ученой степени кандидата исторических наук Научный руководитель доктор исторических наук Козина В.В. Республика Казахстан Караганда, 2010 СОДЕРЖАНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОЗНАЧЕНИЯ И...»

«Баштовой Александр Николаевич ТЕХНОЛОГИЯ КОРМОВЫХ ДОБАВОК НА ОСНОВЕ БИОМОДИФИКАЦИИ ОТХОДОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ РАЗДЕЛКЕ ГИДРОБИОНТОВ Специальность: 05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Слуцкая Т.Н. Владивосток – ОГЛАВЛЕНИЕ...»

«АЛЕЙНОВА ОЛЬГА АРТУРОВНА РЕГУЛЯЦИЯ БИОСИНТЕЗА РЕЗВЕРАТРОЛА ГЕНАМИ Сa2+ЗАВИСИМЫХ ПРОТЕИНКИНАЗ В КЛЕТКАХ ВИНОГРАДА АМУРСКОГО VITIS AMURENSIS RUPR. 03.01.06 – биотехнология (в том числе бионанотехнологии) Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель : к.б.н. Киселёв К.В. ВЛАДИВОСТОК СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ...»

«ИЗ ФОНДОВ РОССИЙСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ БИБЛИОТЕКИ Клявлина, Яна Марсовна Совершенствование хозяйственной деятельности предприятия на основе развития инновационных процессов Москва Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2006 Клявлина, Яна Марсовна Совершенствование хозяйственной деятельности предприятия на основе развития инновационных процессов : [Электронный ресурс] : На примере МУП Уфаводоканал : Дис. . канд. экон. наук : 08.00.05. Уфа:...»

«Половнева Лилия Владимировна ОПТИМИЗАЦИЯ ФАРМАКОТЕРАПИИ ПАПИЛЛОМАВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ КОЖИ У ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В РЕГИОНАХ С РАЗЛИЧНЫМ УРОВНЕМ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ Специальность: 14.03.06 – фармакология, клиническая фармакология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук...»

«Саутин Максим Евгеньевич ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИ НАПРАВЛЕННАЯ ФАРМАКОТЕРАПИЯ ПСОРИАЗА И АТЕРОСКЛЕРОЗА АТОРВАСТАТИНОМ С УЧЕТОМ ОБЩИХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ФАКТОРОВ 14.03.06 - клиническая фармакология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор медицинских наук, профессор А.Л. Пирузян КОНСУЛЬТАНТ: кандидат...»

«РАЗУМОВ ПАВЕЛ ВЛАДИМИРОВИЧ КРИМИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕРОНТОЛОГИЧЕСКОЙ ПРЕСТУПНОСТИ И МЕРЫ ЕЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ 12.00.08 – уголовное право и криминология; уголовно-исполнительное право ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата юридических наук Научный руководитель : Кандидат юридических наук, доцент Ю.Е. Пудовочкин Ставрополь, ОГЛАВЛЕНИЕ Введение.. Глава I. Криминологическая характеристика геронтологической преступности...»

наверх

<< ГЛАВНАЯ | КОНТАКТЫ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА (Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

«Тонкие In2O3, Fe – In2O3 и Fe3О4 – ZnO пленки, полученные твердофазными реакциями: структурные, оптические, электрические и магнитные свойства ...»

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ИМ. Л.В. КИРЕНСКОГО СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

ТАМБАСОВ ИГОРЬ АНАТОЛЬЕВИЧ

ОГЛАВЛЕНИЕ

2 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СИНТЕЗА И

2.2 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРФОЛОГИИ И

2.3 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

2.4 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

2.5 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ

3 ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛЕНОК ОКСИДА ИНДИЯ ПОЛУЧЕННЫХ АВТОВОЛНОВЫМ

3.1 ОСОБЕННОСТИ МЕТОДА АВТОВОЛНОВОГО ОКИСЛЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ

3.5 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И ПРЕДПОЛАГАЕМЫЙ МЕХАНИЗМ АВТОВОЛНОВОГО

4 ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ФОТОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА

4.1 ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЛЕНОК ОКСИДА

4.2 ДИНАМИЧЕСКОЕ ИЗМЕНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЛЕНКИ ОКСИДА ИНДИЯ В

4.3 РЕЛАКСАЦИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОПУСКАНИЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

4.4 ИНДУЦИРОВАННЫЙ ПРИ ПОМОЩИ УФ ОБЛУЧЕНИЯ ПЕРЕХОД МЕТАЛЛ –

5.3 НАМАГНИЧЕННОСТЬ И СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРИ СИНТЕЗЕ ТОНКИХ КОМПОЗИТНЫХ FE –

ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2 НАУЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СИНТЕЗА И

ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК

3 ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛЕНОК ОКСИДА ИНДИЯ ПОЛУЧЕННЫХ

АВТОВОЛНОВЫМ ОКИСЛЕНИЕМ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)