Нелинейные электронные свойства слоев оксидов переходных металлов и их применение

• Автор: Игнатенко, Марина Владиславовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 183 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Нелинейные электрические свойства оксидов тантала и ниобия
1.1. Современные представления о переносе заряда в аморфных металлооксидных диэлектриках в сильных электрических полях
1.2. Методика эксперимента
1.3. Условия наблюдения электрического переноса в металлооксидных диэлектрических пленках
1.4. Электронная проводимость аморфных диэлектрических пленок оксидов тантала и ниобия в сильных электрических полях
1.5. Неомическая электронная проводимость аморфнокристаллических металлооксидных пленок
1.6. Структурно-чувствительные кинетические свойства и диагностика мегаллооксидных конденсаторных
диэлектриков
2. Нелинейные оптические свойства диоксида ванадия и их применение
2.1. Современные представления о фазовом переходе «металл-диэлектрик» в диоксиде ванадия
2.2. Методика эксперимента
2.3. Изучение отражательной способности интерференционной структуры на основе диоксида ванадия
2.4. Электронные свойства диоксида ванадия и проблема контроля параметров лазерного излучения

2.5. Фазовый переход «металл-диэлектрик» в диоксиде ванадия как основа принципов генерации и управления лазерным излучением
2.6. О механизме фазового перехода «металл-диэлектрик» в слоях диоксида ванадия
3. Кинетические явления в диэлектриках в формировании фундаментальных физических представлений
3.1. Кинетические свойства диэлектриков и развитие представлений об электромагнитном поле
3.2. Изучение электропроводности диэлектриков и возникновение представлений о строении реальных кристаллов
3.3. Кинетические явления в диэлектриках в учебных курсах
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ
Электронные процессы в слоях оксидов переходных металлов были и остаются в центре внимания многих отечественных и зарубежных исследователей на протяжении последних десятилетий [1 - 35].
Интерес к исследованиям электронных процессов в слоях оксидов переходных металлов обусловлен тем, что они в силу специфики объекта связаны с решением целого ряда фундаментальных и прикладных проблем в физике конденсированного состояния.
По своей химической природе изучаемые материалы относятся к оксидам сЬэлементов. Благодаря существованию недостроенных ё-оболочек, переходные металлы в соединениях с кислородом проявляют широкий набор валентных состояний, образуя целый ряд фаз, обладающих различными физическими свойствами. Так, среди оксидов элементов УВ - группы имеются диэлектрики (Та205, МЬ205), полупроводники (УгСЕ), вещества,
обнаруживающие при достижении определенной температуры фазовый переход из неметаллического в металлическое состояние (У02, У203, ЫЬ02). Ряд этих материалов обладает комплексом свойств, делающих их перспективными для использования в качестве основы приборных структур твердотельной электроники: конденсаторов, электретных устройств, электронных
переключателей, электрохромных дисплеев, систем записи оптической информации, модуляции и ограничения интенсивности мощных световых потоков.
Малая пространственная протяженность волновых функций ё-состояний и связанные с ней межэлектронные и электрон-фононные корреляции приводят к сильной локализации носителей заряда в оксидах переходных металлов. Указанные корреляции могут иметь существенное значение в физике перехода «металл-диэлектрик», установление механизма которого рассматривается как важная задача физики фазовых переходов.

Таблица № 1. Сравнительные данные определения степени кристалличности оксидных пленок тантала методами оптической микроскопии
и рентгенографии.
Длительность
Нагружения, г|/"Пбб по/Дннбб)
час отн.ед. отн.ед.
66 1
126 2
272 4
Экспериментальная зависимость степени кристалличности от времени г/) для оксидов тантала и ниобия представлена на рис 1.5. Она обнаруживает последовательно несколько характерных участков: начальный участок
инкубационного периода (77=0); участок ускорения процесса радиального роста кристаллов вплоть до максимальной скорости увеличения 77 (точки перегиба г](1)) и участок замедления процесса радиального роста кристаллов, который продолжается до образования полностью кристаллического оксидного слоя (77=1). Микроскопические наблюдения показывают, что ускорение роста г]ф на втором участке достигается без заметного возрастания числа кристаллических включений со временем и при практически постоянной скорости радиального роста отдельных кристаллических областей, а последующее замедление роста г)(0 связано со взаимным геометрическим перекрытием отдельных кристаллических включений.
Таким образом, учитывая закономерности процесса электростимулированного роста кристаллов, можно получить оксидные слои с заданной степенью кристалличности, контролируя длительность электротеплового нагружения.