Структура и электрические свойства гетерогенных систем на основе оксидных широкозонных полупроводников SnO2 и In2O3

• Автор: Габриельс, Константин Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Литературный обзор

1.1 Получение и структура нанокомпозитов 11 1Л Л Основные методы получения наногранулированных

композитов металл-диэлектрик

1Л .2 Модели роста гетерофазных систем.

1.1.3 Структура гранулированных композитов металл-диэлектрик

1.1.4 Структурные изменения в аморфных гранулированных композитах при нагреве

1.2 Электрические свойства композитов

1.2.1 Концентрационная зависимость электрического

сопротивления и порог перколяции

1.2.2 Температурные зависимости электрического сопротивления композитов металл-диэлектрик в области температур 300 - 900 К
1.3 Полупроводниковые пленки в условиях газовой адсорбции
1.3.1 Различные формы адсорбции. Природа активационного
барьера
1.3.2 Различные виды связи при хемосорбции
1.3.3 Кинетика адсорбции
1.3.4 Хемосорбционное искривление энергетических
зон полупроводника
1.3.5 Влияние газов на электрическую проводимость
поликристаллических пленок
2. Методика эксперимента
2.1 Методика получения гранулированных композитов
металл-полупроводник
2.2 Методика исследования состава и структуры образцов
2.3 Методика проведения температурных исследований электрического
сопротивления композитов в температурном интервале 300 - 900 К

2.4 Методика нанесения палладия на поверхность образца
2.5 Методика исследования электрического сопротивления тонких пленок в зависимости от состава газовой среды
3. Гетерогенные структуры на основе широкозонных оксидных полупроводников 1п203 и 8п
3.1 Система Рсі-Си-Іп-У-О
3.1.1 ФаЗОВЫЙ СОСТаВ ПЛеНОК Рб9(Сих(ІПз5>5У4і2Об0,з)і00-х)
3.1.2 Электрические свойства композитов Р б9(Сих(ІП355 У 4,20бО,з) 100-х)
3.1.3 Влияние термообработки на структуру и электрические свойства пленок РсЦПіІхОФз^У^ОбО.зфоО-Х^І
3.1.4 Фазовый состав пленок Рб9(Сих(ІПз5і5У4дОбо>з)іоо-х)9і после термической обработки
3.1.5 Влияние газовой среды на электрические свойства
НаНОКОМПОЗИТОВ Рб9(СиХ(ІП31 У40бз)і оо-х)
3.2 Система Со-Ре-В-1п-У-
3.2.1 Структура КОМПОЗИТОВ (СО4,ГЄз9В20)х(ІПз5.5У4.2О60,з)і00-Х
3.2.2. Электрические свойства композитов
(Со41 Без 9В2о)х(ІПз 5.5 У4.гОб0,з) 100-х
3.2.3 Влияние термообработки на структуру и электрические свойства КОМПОЗИТОВ (С04іГЄз9В2о)х(ІПз5.5У4.20бО,з)іОО-х
3.2.4 Проводимость КОМПОЗИТОВ (С041Гез9В2о)х(ІПз5.5У4.2ОбО,з)іОО-х В различных газовых средах
3.3 Система С-Іп-У-О
3.3.1 Структура и фазовый состав композитов Сх(ІПз5,5 У 4,2Об0,з) 100-Х
3.3.2 Электрические свойства КОМПОЗИТОВ Сх(ІПз5і5У4і2Об0,з)і00-Х
3.3.3 Влияние термообработки на структуру и электрические свойства КОМПОЗИТОВ Сх(ІПз5;5У4>2Об0,з)!00-Х
3.3.4. Влияние водорода на электрические свойства

нанокомпозитов СхДиз^^Оодфоо-х
3.4 Система C-Sn-Si-0
3.4.1 Структура и фазовый состав композитов
Cx(Sn29Si4.3C>66,7)l00-X
3.4.2 Электрические свойства композитов
Cx(Sn29Si4 3O6657)i00-X
3.4.3 Влияние термообработки на структуру и
электрические свойства КОМПОЗИТОВ Cx(Sn29Si4.3O66,7)i00-X
3.4.4. Влияние водорода на электрические
свойства композитов Cx(Sn29Si4,3066,7)ioo-x
Основные результаты и выводы
Литература
Приложение 1 Диаграмма состояния Cu-Pd
Приложение 2 Диаграмма состояния Cu-In
Приложение 3 Диаграмма состояния Pd -In
Приложение 4 Диаграмма состояния Co-In
Приложение 5 Диаграмма состояния Fe-In
Приложение 6 Диаграмма состояния Al-Со
Приложение 7 Диаграмма состояния Fe-Al
Приложение 8 Диаграмма состояния Si-Co
Приложение 9 Диаграмма состояния Fe-Si
Приложение 10 Диаграмма состояния Y-C
Приложение 11 Диаграмма состояния Si-C
Приложение 12 Диаграмма состояния А1-С
Приложение 13 Диаграмма состояния Y-In

Для композитов второй группы с концентрацией металлической фазы более 52 % перенос заряда осуществляется по аморфной металлической фазе, образующей непрерывную сетку соприкасающихся металлических гранул в диэлектрической матрице.
Величина удельного электрического сопротивления композита в этом случае определяется концентрацией металлической фазы, структурой металлической фазы и морфологией композита в целом. Повышение температуры приводит к снижению у таких композитов величины удельного электрического сопротивления, характерное для аморфных металлических стекол [53, 54]. При переходе в кристаллическое состояние композиты с такой концентрацией металлической фазы имеют положительный температурный коэффициент сопротивления. В теории протекания такие композиты относят к составам, расположенным за порогом перколяции.
Полученные зависимости авторы связывают со структурными изменениями, выявленными в результате электронографических исследований (раздел
1.1.4, рис. 1.5). Эти исследования показали, что до температуры 450 °С морфологические особенности композита не претерпевают существенных изменений. Следовательно, рост р(Т) в диапазоне температур 300-450 °С (рис. 1.8 кривые 1-3) не связан со структурными преобразованиями, а обусловлен релаксационными процессами в диэлектрической матрице. Это может быть уменьшение дефектов в аморфной матрице БЮг за счет миграции оборванных связей или диффузии внедренных атомов металла к границе раздела металл-диэлектрик. При температурах выше 450 °С структура композита претерпевает существенные изменения, которые сопровождаются значительным ростом размеров неоднородностей с 2-5 до 20-40 нм и процессом кристаллизации металлической фазы. Это приводит к резкому увеличению значений удельного электрического сопротивления с выходом зависимости р(Т) в насыщение при температуре 540 - 570 °С. Можно предположить, что движущей силой таких структурных изменений является кристаллизация аморфного металлического сплава Со4|Рез9В2о,
тем более что температура кристаллизации (Тк) лежит в районе 470 - 480 °С.