Плёнки диоксида ванадия в устройствах индикаторной техники и микроэлектроники

• Автор: Олейник, Анатолий Семёнович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 315 с. : ил.

Содержание
Введение.

1 Исследование кристаллической структуры, морфологии

поверхности и электрических, оптических свойств слоев У, полученных путем окисления на воздухе пленок V.
1.1 Фазовый состав, распределение фаз по толщине оксидного слоя ванадия, отклонение от стехиометрии слоя фазы У в зависимости от технологии изготовления.

1.2 Электрические параметры оксидного слоя ванадия в зависимости от его толщины.

1.3 Оптические свойства среды АУ

1.4 Размеры и форма кристаллитов оксидного слоя ванадия в зависимости от вариации технологии изготовления.
2. Технология изготовления сред АУД диэлектрик и их оптические и светотехнические параметры.
2.1 Технология изготовления, цветовые переходы, яркостные и цветовые контрастности сред АУ.
2.2 Отработка технологии изготовления сред АУ с заданной петлей термического гистерезиса.
2.3 Технология изготовления сред АУ на гибких диэлектрических подложках.
2.4 Отработка процессов изготовления пленочных структур АУАК3Ф, АСУОгБЮз, АУА3.
3. Исследования эксплуатационных параметров преобразователей изображения на основе термохромных сред АУД.
3.1 Потребляемая мощность, время реакции и релаксации преобразователей изображения.
3.2 Пороговая чувствительность, порог разрушения среды
3.3 Дифракционная эффективность трхслойных термохромных сред
3.4 Долговечность и стойкость к механическим нагрузкам,
воздействию оптического и ионизирующего излучений.
4. Конструкции устройств регистрации, записи и хранения оптической информации.
4.1 Преобразователи изображения АУС2Д на гибких диэлектрических подложках в аэродинамических экспериментах.
4.2 Модуль на основе термохромных индикаторов для отображения буквенноцифровой информации.
4.3 Визуализатор оптического излучения.
4.4 Голографический транспарант.
4.4.1 Голографические транспаранты на основе среды АУД
в устройствах когерентнооптической обработки информации.
5. Конструкции устройств измерений, записи и ослабления электромагнитного излучения.
5.1 Приемники оптического излучения.
5.2 Автономный измеритель распределения энергии
мощности излучения ОКГ.
5.3 Анализатор пространственноэнергетических характеристик лазерного излучения.
5.4 Модуль ИК излучения.
5.5 Терморегулируемый ограничитель СВЧ мощности.
Выводы.
Литература


Увеличение времени окисления приводит к возрастанию асимметрии, сдвигу максимумов линий, что соответствует увеличению параметра ОЦК решетки ванадия при образовании твердого раствора У О [], а, начиная со времени в 2 минуты, на рентгенограммах проявляется наиболее интенсивная линия (1) У. В дальнейшем интенсивность этого рефлекса увеличивается и, кроме того, регистрируются и другие дифракционные максимумы, соответствующие диоксиду ванадия. Интенсивность рефлексов УО при этом уменьшается. На рис. Анализ рентгенограмм при учете инструментального и физического уширения дифракционных линий позволяет заключить, что слой У имеет низкотемпературную модификацию с моноклинной решеткой и параметрами а = 5, А, Ь = 4, А, с = 5, А, р = 2°', близкими с приведенными в []. Фазовый переход при нагреве фольги со слоем диоксида ванадия регистрируется по изменению его цветовой окраски. А, а рефлексы (1), (1), (1) становятся острее. Последнее связано с исчезновением триплетов и дуплетов. Кроме того, дифракционные линии меняют свое угловое положение. А и с = 2,1 А, соответствующими высокотемпературной модификации У []. Изменение претерпевают лишь линии, относящиеся к фазе У. Охлаждение образцов приводит к обратным изменениям в дифракционной картине и цветовой окраске. На рис. У от времени окисления. Указанная зависимость свидетельствует о параболическом законе окисления ванадиевой фольги. По мере увеличения времени окисления фольги на поверхности образуется слой пятиоксида ванадия У2О5, причем при продолжении окисления интенсивность линий У5 растет, а линии У ослабляются до их полного исчезновения. При температурах выше 0 °С резко увеличивается скорость окисления. Таким образом, процесс окисления на воздухе ванадиевой фольги протекает по схеме У => Уз => У => У5. Дальнейшие исследования проводились с образами пленок диоксида ванадия, полученных путем окисления на воздухе в течение и мин при 0 °С ванадиевой фольги толщиной 0 мкм. Указанный временной интервал окисления был выбран с учетом формирования фазы У в предыдущих экспериментах. ДРОН - 2 в СиКа - излучении. На рис. На дифрактограммах в районе углов < < и < < наблюдаются дифракционные максимумы, соответствующие фазам У, У, У5 и размытые, уширенные рефлексы оксидных фаз с недостатком кислорода системы У-О. На рис. На рис. V, У3, У, У2О5, взятых из табличных данных картотеки А8ТМ. Рис. Штрих - рентгенограмма диоксида ванадия: а - теоретическая рентгенограмма (моноклинная решетка, С4§); б - низкотемпературная фаза; в - высокотемпературная фаза (тетрагональная решетка, рутил С4). Рис. Интенсивность дифракционных максимумов фазы У выше, чем фазы У5. Интересные особенности ФППМ в термически окисленной ванадиевой фольге обнаруживается при наблюдении за изменением профиля дифракционной линии (1) У (рис. Трансформация профиля происходит в некотором температурном интервале ДТ = Тк - Т0, где Тк и Т0 -температура конца и начала фазового перехода. Как известно, диоксид ванадия может существовать в интервале нестехиометрии У<8 < УОх < У,о9 []. Процесс термического окисления ванадиевой фольги диффузионный, что ведет в соответствии с закономерностями реактивной диффузии к монотонному уменьшению на толщине показателя нестехиометрии X в пределах нестехиометрии фазы У []. В работе [] показано, что отклонение от стехиометрического состава влияет на температуру фазового перехода. Исходя из этого, представляется возможным наблюдаемые особенности протекания фазового перехода в фольге объяснить влиянием нестехиометрии. Как видно из рис. С, имеет место фазовый переход в диапазоне температур ^- °С. По мере нагрева слоя диоксида ванадия в указанном диапазоне фазовый переход совершается в узком интервале температур и с увеличением температуры нагрева растет интервал ДТ - разности температур фазового перехода глубинных и поверхностных объемов слоя. Таким образом, можно сказать, что наблюдаемая трансформация профиля дифракционной линии объясняется постадийным протеканием фазового перехода при различных температурах в различных по глубине и, следовательно, по стехиометрии слоях диоксида ванадия.