Влияние изотермического отжига на оптические и электрические свойства тонких пленок SnO2, легированных фтором

  • E.A. Dmitrieva Физико-технический институт, Сатпаев Университет, г. Алматы, Казахстан
  • D.M. Mukhamedshina Физико-технический институт, Сатпаев Университет, г. Алматы, Казахстан
  • K.A. Mit Физико-технический институт, Сатпаев Университет, г. Алматы, Казахстан
  • I.A. Lebedev Физико-технический институт, Сатпаев Университет, г. Алматы, Казахстан
  • E.A. Grushevskaya Физико-технический институт, Сатпаев Университет, г. Алматы, Казахстан

Аннотация

В данной статье проведен сравнительный анализ влияния изотермического отжига (400°С) на оптические спектры пропускания, поверхностное сопротивление и адсорбционную чувствительность к парам этанола пленок оксида олова легированных ионами фтора и пленок, полученных без добавления фторирующего агента. Показано увеличение прозрачности пленок при отжиге в течение 3-х часов. Дальнейший отжиг приводит к существенному снижению прозрачности тонких пленок. Рассчитанная из спектров пропускания ширина запрещенной зоны изучаемых пленок соответствует значению ширины запрещенной зоны SnO2 при комнатной температуре (Eg = 3,6 эВ). Значение ширины запрещенной зоны пленок, полученных из золя с добавлением NH4F, с длительностью отжига менялась в пределах точности измерений. С увеличением длительности отжига пленок поверхностное сопротивление увеличивается. Пленки, полученные из золя с добавлением NH4F, обладают меньшим поверхностным сопротивлением, чем пленки, полученные из золя без добавок. Что подтверждает наличие в составе пленок ионов фтора в качестве дополнительных источников свободных носителей заряда. Показано, что увеличение длительности отжига при 400оС до трех часов приводит к увеличению поверхностного сопротивления и уменьшению чувствительности к парам этанола. Что, возможно, связано с уменьшением мелких дефектов и разрывам связей между отдельными частицами золя. Шестичасовой отжиг при 400оС приводит к еще большему увеличению поверхностного сопротивления и увеличению чувствительности к парам этанола. Возможно, это связано с появлением микротрещин и разрушением отдельных частиц золя.

Литература

1 A.A. Ponomareva Avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoj stepeni kandidata tehnicheskih nauk. (St. Petersburg, 2013), 18 p. (in Russ).

2 I.H. Kadhim, H. Abu Hassan, and Q.N. Abdullah, Nano-Micro Lett., 8(1), 20–28 (2016). doi 10.1007/s40820-015-0057-1

3 G. Fedorenko, L. Oleksenko, N. Maksymovych, G. Skolyar, and O. Ripko, Nanoscale Research Letters, 12:329 (2017), doi:10.1 186/s11671-017-2102-0

4 E.V. Sokovykh, L.P. Oleksenko, N.P. Maksymovych, and I.P. Matushko, Nanoscale Research Letters, 12:383 (2017). doi: 10.1 186/s11671-017-2152-3

5 G. Korotcenkov, V. Brinzari, and B.K. Cho, Journal of Sensors, 31, 3816094 (2016).

6 J.L Zhao, R. Deng, J.M. Qin, J. Song, D.Y. Jiang, B. Yao, and Y.F. Li, Journal of alloys and compounds, 748, 398-403 (2018). doi: 10.1016/j.jallcom.2018.03.180

7 G.K. Dalapati, A.K. Kushwaha, M. Sharma, V. Suresh, S. Shannigrahi, S. Zhuk, and S. Masudy-Panah, Progress in materials science, 95, 42-131 (2018). doi: 10.1016/j.pmatsci.2018.02.007

8 V .I. Kondrashin, Engineering sciences. Electronics, measuring equipment and radio engineering, 2(38), 93–101 (2016). doi: 10.21685/2072-3059-2016-2-8

9 K.D.A. Kumar, S. Valanarasu, K. Jeyadheepan, H.S. Kim, and D. Vikraman, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 29(5), 3648–3656 (2018). doi:10.1007/s10854-017-8295-2

10 S.A. Belousov, A.A. Nosov, T.G. Men'shikova, and S.I. Rembeza, Vestnik Voronezhskogo Gosudarstvennogo Tehnicheskogo Universiteta, 22-25 (2016). (in Russ)

11 A. Kabir, D. Boulainine, I. Bouanane, G. Schmerber, and B. Boudjema, J of materials science-materials in electronics, 28(3), 2481-2486 (2017). doi: 10.1007/s10854-016-5821-6

12 M . Fukumoto, S. Nakao, Y. Hirose, and T. Hasegawa, Japanese journal of applied physics, 57(6), 060307 (2018). doi: 10.7567/JJAP.57.060307

13 D.M. Mukhamedshina, A. Mit’, N.B. Beisenkhanov, A. Dmitriyeva, and I.V. Valitova, J Mater Sci: Mater Electron, 19, 382-387 (2008). doi: 10.1007/s10854-008-9695-0

14 B.N. Mukashev, A.B. Aimagambetov, D.M. Mukhamedshina, N.B. Beisenkhanov, K.A. Mit’, I.V. Valitova, and E.A. Dmitrieva, Superlattices and microstructures, 42(1), 103-109 (2007). doi: 10.1016/j.spmi.2007.04.057

15 V . Kumar, K. Singh, M. Jain, Manju, A. Kumar, J. Sharma, A. Vij, and A. Thakur, Applied surface science, 552-558 (2018). doi: 10.1016/j.apsusc.2018.03.063

16 A. Esmaeeli, A. Ghaffarinejad, A. Zahedi, and O. Vahidi, Sensors and Actuators B-Chemical, March, 294-301 (2018). doi: 10.1016/j.snb.2018.03.132

17 S.P. Rodrigues, M. Evaristo, S. Carvalho, A. and Cavaleiro, Applied surface science, 445, 575-585 (2018). doi: 10.1016/j.apsusc.2018.03.113

18 A. Riapanitra, Y. Asakura, W.B. Cao, Y. Noda, and S. Yin, Nanotechnology, 29(24) (2018) doi: 10.1088/1361-6528/aab752

19 M . Anitha, K. Saravanakumar, N. Anitha, and L. Amalraj, Applied surface science, 443, 55-67 (2018). doi: 10.1016/j.apsusc.2018.02.231

20 J. Wei, X. Li, Y. Han, J. Xu, H. Jin, D. Jin, X. Peng, B. Hong, J. Li, Y. Yang, H. Ge, and X. Wang, Nanotechnology, 29 (24), 245501 (2018). doi: 10.1088/1361-6528/aab9d8

21 F.L. Miguel, R. Mueller, S. Mathur, and F. Muecklich, Surface & coatings technology, 287, 93-102 (2016). doi: 10.1016/j. surfcoat.2015.12.085

22 B. Fu, J. Han, S.Q. Guo, Z. Wang, P. Zhang, Z.I. Pan, and Q. Xu, Rare metals, 37(10), 427-432 (2018). doi: 10.1007/s12598-018-1037-7

23 A. Srivastava, S.N. Tiwari, M.A. Alvi, and S.A. Khan, Journal of applied physics, 123(12), 125105 (2018). doi:10.1063/1.5018777

24 C. Ho, E. Hsieh, W.Z. Lee, P.T. Huang, Y.H. and T.T. Kuo, Applied surface science, 434, 1353-1360 (2018). doi: 10.1016/j.apsusc.2017.11.247

25 S. Kozyukhin, Yu. Vorobyov, P. Lazarenko, and M. Presniakov, Journal of non-crystalline solids, 480(15), 51-56 (2018). doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2017.07.014.
Как цитировать
DMITRIEVA, E.A. et al. Влияние изотермического отжига на оптические и электрические свойства тонких пленок SnO2, легированных фтором. Вестник. Серия Физическая (ВКФ), [S.l.], v. 65, n. 2, p. 68-75, june 2018. ISSN 2663-2276. Доступно на: <https://bph.kaznu.kz/index.php/zhuzhu/article/view/649>. Дата доступа: 17 apr. 2021
Раздел
Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

Особенность: этот модуль требует, что бы был включен хотя бы один модуль статистики/отчетов. Если ваши модули статистики возвращают больше одной метрики, то пожалуйста также выберите главную метрику на странице настроек сайта администратором и/или на страницах настройки управляющего журналом.