Рентгенографическое исследование структурных изменений в анодном аморфном окисле вольфрама при электрохромном эффекте

• Автор: Луговская, Любовь Александровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 183 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Природа электрохромного эффекта в ¥Оз
1.2. Структура полиморфных модификаций триоксида
вольфрама
1.3. Результаты исследования структуры аморфных
окислов УОз
1.4. Структура кристаллических фаз гидратированного
окисла УОз
1.5. Результаты применения метода молекулярной динамики к исследованиям структуры некристаллических материалов
1.6. Выбор потенциалов взаимодействия
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
2.1. Условия приготовления и методика рентгенографирования образцов
2.2. Обработка экспериментальных кривых распределения интенсивности рассеяния, расчет интерференционной
функции и кривых распределения парных функций
2.3. Реализация метода молекулярной динамики для исследования структуры аморфных материалов
2.4. Расчет потенциалов взаимодействия
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Структура анодного аморфного окисла вольфрама
3.2. Влияние обрыва экспериментальных данных на характеристики ближнего порядка окисла вольфрама
3.3 Воздействие циклического переключения напряжения
на структуру аморфного анодного окисла W03
3.3.1 Зависимость дифракционной картины от числа
циклов переключений
3.3.2. Расчет характеристик ближнего порядка из кривых распределения парных функций
3.3.3. Структурные изменения, происходящие в аморфных анодных пленках окисла вольфрама на различных
этапах цикла окрашивания-обесцвечивания
3.3.4. Влияние процесса старения на структуру аморфного окисла вольфрама, прошедшего предварительно
102-105 циклов переключений
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ АМОРФНОГО АНОДНОГО ОКИСЛА ВОЛЬФРАМА
4.1. Построение моделей, основанное на анализе кривых
распределения парных функций
4.2. Расчет картины рассеяния для пленок W03 прошедших
105 циклов переключений
4.3. Моделирование структуры аморфного анодного окисла
вольфрама методом молекулярной динамики
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
В последние годы, благодаря бурному развитию микроэлектроники, значительно возрос интерес к исследованию материалов, обладающих электрохромными свойствами. Это связано с возможностями использования таких материалов в современных электронных приборах. Электро-хромизм проявляется в изменении светопропускания или цвета вещества. В основе этого явления лежит обратимый процесс окрашивания и обесцвечивания, т.е. изменения коэффициента поглощения света вещества под воздействием электрического тока или поля. При освещении пленок ультрафиолетом эффект называется фотохромным.
В настоящее время главные фундаментальные поисковые исследования по электрохромизму связаны с триоксидом вольфрама. Наиболее перспективными являются разработки электрохромных индикаторов (дисплеев), модуляторов света и устройств записи, хранения и стирания оптической информации.
Дисплеи, созданные на основе электрохромных материалов (УОз в частности), обладают рядом преимуществ по сравнению со светодиодными и жидкокристаллическими индикаторами. Эго, во-первых, простота создания, более высокая эстетичность, хороший контраст, во-вторых, хранение информации практически без рассеяния мощности, в-третьих, более низкая стоимость таких дисплеев, поскольку они работают при довольно низких напряжениях (0.4-1.5 В) и характеризуются малой потребляемой мощностью. К недостаткам следует отнести ограниченный срок службы и недостаточно высокое быстродействие.
На основе элекгрохромного эффекта возможно создание устройств, которые могут быть использованы для управления интенсивностью световых потоков (светофильтры), для записи и регистрации информации светом

Тонкие пленки аморфного ¥Оз термическим испарением в вакууме порошка ¥Оз и катодно- реактивным распылением вольфрамовой мишени получали также в работе [36]. В качестве подложек использовали монокристаллы МаС1 и тонкие пленки нитрата целлюлозы. Толщина пленок УОз была в пределах от 10 до 60 нм. На рис. 16 показаны кривые распределения интенсивности рассеяния электронов и нормированные интерференционные функции з-фь) для рассматриваемых пленок. Функции радиального распределения представлены на рис. 17. На кривой ФРР имеется дискретный максимум при 1.89 А с площадью, дающей координационное число 5.9 ±0.4, что подтверждает наличие в аморфных пленках октаэдрического окружения атомов XV. Полученные результаты совпадают с данными работ [29, 30, 32]. Следующий максимум на кривой радиального распределения находится примерно при 2.80 А’1 и может быть отнесен к расстояниям между атомами кислорода. Значения радиусов укладываются в соответствующие интервалы для кристаллических модификаций окисла вольфрама. Максимум при 3.8 А'1 относится к расстояниям V-V и О-О, но вклад последних невелик в связи с меньшей рассеивающей способностью.
На кривых распределения интенсивности рассеяния пленками, полученными на подложках 1ЧаС1 (рис. 16а), наблюдается максимум в малоугловой области рассеяния, соответствующий расстоянию 9.5 А. Предполагается, что наличие этого пика обусловлено либо внедрением в матрицу аморфных пленок ионов натрия в процессе их получения, либо образованием в структуре кластеров размером 9.5 А [36]. Учитывая, что аморфные пленки, полученные термическим испарением, содержат значительное количество воды, авторы предполагают наличие некоторого сходства ближнего порядка в аморфных окислах с расположением атомов в гидратах ¥Оз, имеющих слоистое строение: октаэдры связаны по типу, характерному для гидратов УОз, в структуре имеются микрокристаллиты слоистого характера с молекулами воды между слоями. Искаженные октаэд-