Влияние изотермического отжига на оптические и электрические свойства тонких пленок SnO2, легированных фтором
Ключевые слова:
тонкие пленки SnO2, изотермический отжиг, легирование фтором, золь-гель метод, прозрачность, поверхностное сопротивление, адсорбционная чувствительность, пары этанолаАннотация
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.
Библиографические ссылки
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.
