Синтез нанокристаллических оксидных пленок никеля и олова методом импульсной фотонной обработки

• Автор: Канныкин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ (ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ)

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ СИНТЕЗА ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК МЕТАЛЛОВ

1.1. Методы получения оксидных пленок

1.2. Применение фотонной обработки в синтезе оксидных пленок

1.2.1. Лазерная термообработка

1.2.2. Особенности лазерной обработки металлов и полупроводников в окислительной атмосфере
1.2.3. Влияние длины волны лазерного излучения на процесс окисления металлов и полупроводников

1.2.4. Фотонная обработка некогерентным излучением

1.2.5. Импульсная фотонная обработка ксеноновыми лампами

1.3. Синтез пленок оксидов № и Бп

1.3.1. Синтез пленок оксидов №

1.3.2. Синтез пленок оксидов Бп
1.4. Выводы и постановка задачи
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Нанесение исходных пленок
2.1.1. Исходные пленки №
2.1.2. Исходные пленки Бп
2.2. Синтез пленок оксидов методом термического отжига
2.3. Синтез пленок оксидов методом импульсной фотонной обработки некогерентным излучением
2.4. Методики исследования фазового, элементного состава, структуры, толщины, морфологии поверхности, электрофизических и сенсорных свойств оксидных пленок
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ ПЛЕНОК №0 МЕТОДОМ ТЕРМИЧЕСКОЙ И ИМПУЛЬСНОЙ ФОТОННОЙ ОБРАБОТКИ
3.1. Исходные пленки №
3.2. Термический отжиг
3.3. ИФО на воздухе пленок №
3.3.1. Эпитаксиальные пленки №
3.3.2. ИФО поликристаллических пленок №
3.4. Ориентационные соотношения в системе №-№0
3.5. Заключения и выводы к главе
ГЛАВА 4. ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, СТРУКТУРА, МОРФОЛОГИЯ И СЕНСОРНЫЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК ОКСИДОВ ОЛОВА, СИНТЕЗИРОВАННЫХ МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОЙ ФОТОННОЙ ОБРАБОТКИ
4.1. Исходные пленки Бп
4.2. Импульсная фотонная обработка пленок Бп
4.3. Термическая обработка пленок Бп
4.4. Электрофизические и сенсорные свойства пленок БпОг, синтезированных методом ИФО
4.5. Заключения и выводы к главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

(ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ)
Актуальность темы диссертации обусловлена следующим.
Интерес к синтезу, структуре и свойствам пленок оксидов металлов связан с возможностью использования данных материалов в качестве активных слоев для ряда устройств (газочувствительные датчики, проводящие оптические покрытия, солнечные элементы и др.).
Анализ литературных данных показывает, что существует много способов синтеза тонких оксидных пленок: термическое окисление, электрохимическое (анодное) окисление, ионная имплантация, СТ)-процессы, различные методы вакуумного осаждения, золь-гель синтез.
В большинстве из них реакция окисления стимулируется длительным высокотемпературным воздействием, что может отрицательно сказываться на некоторых свойствах получаемых материалов. Один из путей, позволяющих локализовать энергию в приповерхностной области и уменьшить время термической нагрузки, ускорение процессов окисления посредством интенсивного светового воздействия. Уже накоплен большой экспериментальный материал по исследованию структурных превращений и синтезу соединений при активации процессов импульсным лазерным воздействием, обсуждаются механизмы ускорения процессов, зависимость эффекта лазерной обработки от длины волны излучения, длительности и мощности импульса.
До настоящего времени синтез оксидных пленок металлов методом фотонной обработки некогерентным излучением в активных газовых средах не исследовался.
Работа выполнена в Региональной научно-исследовательской лаборатории электронной микроскопии и электронографии Воронежского государственного технического университета в рамках Федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 гг.», а также в рамках проекта программы «Функциональные исследования высNi S1O2 Si S1O2 N1
Рис.2.1. Гетероструктура М-БЮг-БьЗЮг-Мц приготовленная методом электронно-лучевого испарения и конденсации N1 на поверхность окисленного кремния
2.1.2. Исходные пленки вп
Тонкие пленки Бп получали методом магнетронного распыления на постоянном токе в плазме аргона1. В качестве мишени использовали пластины олова чистотой 99,999%, выбор подложки определялся особенностями методики исследований.
Для исследования структуры, фазового состава и ориентации пленок методом ПЭМ пленки наносили на (001)КС1 при комнатной температуре подложки.
Поверхность подложек как и в случае нанесения пленок № готовили сколом на воздухе. Толщину наносимых пленок определяли временем напыления при постоянных режимах работы установки: давление аргона в рабочей камере 0,3 Па, ток разряда 60 мА, напряжение 360 В. Скорость осаждения олова при этих условиях составляла -52 нм / мин, толщина плёнок - 30 нм.
1 Автор благодарит Рябцева С.В. за помошь в получении пленок Sn