Переход металл-изолятор в пленочных структурах на основе оксидов переходных металлов

• Автор: Стефанович, Генрих Болеславович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 360 с. : ил.

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(На правах рукописи)
СТЕФАНОВИЧ Генрих Болеславович
ПЕРЕХОД МЕТАЛЛ-ИЗОЛЯТОР В ПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
(01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков)
Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
Петрозаводск

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПЕРЕХОД МЕТАЛЛ-ИЗОЛЯТОР И ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ В ОКСИДАХ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Переход металл-изолятор в оксидах переходных металлов
1.1.1. Общая характеристика проблемы переходов металл-изолятор в соединениях й-металлов
1.1.2. Теоретические модели перехода металл-изолятор
1.1.3. Переход металл-изолятор в оксидах ванадия
1.4. Переход металл-изолятор в оксидах титана, ниобия и железа
1.1.5. Влияние на переход вариаций состава, структурного беспорядка и
внешних условий
1.2. Электрическое переключение
1.2.1. Переключение в аморфных полупроводниках
1.2.2. Переключение в оксидах переходных металлов
1.2.3. Теоретические модели эффекта переключения
1.3. Переход металл-полупроводник и переключение в УОг
1.4. Выводы из обзора литературы. Постановка задачи
2. МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУР
2.1. Методика получения металлических пленок
2.2. Методика получения оксидных пленок
2.3. Физико-химические методы подготовки поверхности подложек
3. АНОДНОЕ ОКИСЛЕНИЕ - СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЁНОК ОКСИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
3.1. Анодное окисление ванадия
3.2. Толщина и оптические постоянные анодных оксидных пленок на ванадии
3.3 Исследование состава и стехиометрии анодного окисла ванадия
3.4. Получение анодных плёнок оксидов переходных металлов и исследование их свойств
• 3.5. Модель анодного окисления ванадия

3. 6. Электрохимическое управление кислородной стехиометрией и сверхпроводящими свойствами ВТСП материалов
3.6.1. Электрохимическая обработка УВагСизСЬ-з
3.6.2. Электрохимическая обработка Ві-содержащих ВТСП материалов
4. ПЕРЕХОД МЕТАЛЛ-ИЗОЛЯТОР В СТРУКТУРНО РАЗУПОРЯДО-ЧЕННОЙ ДВУОКИСИ ВАНАДИЯ
4.1. Исследование структуры анодного оксида ванадия
4.1.1. Электронно-микроскопическое исследование структуры анодного оксида ванадия
4.1.2.Рентгеноструктурные исследования анодных оксидов ванадия
4.2. Исследование физических свойств структурно разупорядочен-нойУОг
4.2.1. Проводимость на постоянном токе аморфных пленок УОг
4.2.2. Измерение знака, концентрации и подвижности носителей заряда в неупорядоченной двуокиси ванадия
4.2.3. Электронный парамагнитный резонанс в неупорядоченной VO2
4.2.4. Оптические свойства структурно-разупорядоченной VO2
4.3. Переход метал-изолятор в структурно разупорядоченной двуокиси ванадия. Обсуждение экспериментальных результатов
4.4. Выводы к разделу
5. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СЭНДВИЧ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
5.1. Варианты исследованных МОМ и МОП структур. Методики электрофизических измерений
5.2. Влияние сильных электрических полей на проводимость тонких пленок оксидов переходных металлов
5.3. Эффект переключения в структурах У-УОг-металл
5.3.1. Процесс электрической формовки
5.3.2. Характеристики канала переключения
5.3.3. Температурные зависимости параметров переключения
5.3.4. Импульсный режим работы сэндвич структур на основе УОг

ли гистерезиса, увеличивалась. Необходимо отметить, что альтернативное объяснение результатам по влиянию поликристаллического состояния образцов на параметры ПМИ может быть дано в рамках предположения о неконтролируемом изменении стехиометрии при переходе к структурно несовершенным объектам [32].
Рис. 1.9. Температурные зависимости сопртивления пленок различной толщины. 5| >§2 >8з >54 >85.
В ряде работ была предпринята попытка исследования ПМИ в образцах (пленочных) с аморфной структурой. Первую попытку обнаружить ПМИ в аморфных пленках УСь и УгОз предприняли Кеннеди и Маккензи [43], которые при исследовании пленок, полученных высокочастотным реактивным распылением на холодные подложки, не обнаружили скачка проводимости в образцах, которые, по их предположению, имели достаточно стехиометрический состав. Аналогичный результат был получен в более позднем исследовании [44]. Однако в работах Мокерова с соавторами [45]. было обнаружено размытое по температуре гистерезисное изменение про-