Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Фізико-математичні науки / Фізика твердого тіла


Часовський Костянтин Валентинович. Синтез і дослідження фізичних властивостей плівок стабілізованої при низьких температурах дельта-фази Bi2O3 : дис... канд. фіз.-мат. наук: 01.04.07 / Дніпропетровський національний ун-т. - Д., 2005.



Анотація до роботи:

Часовський К. В.. Синтез і дослідження фізичних властивостей плівок стабілізованої при низьких температурах d- фази Bi2O3. - Рукопис.

Дисертація містить результати дослідження структурних, мікроструктурних, електрофізичних властивостей плівок d-Bi2O3, отриманих реактивним магнетронним розпиленням. Проведено експериментальні рентгенофазові, електроннооптичні й електронографічні дослідження, дослідження мікроструктури поверхні за допомогою оптичного мікроскопа, температурної стабільності розпаду метастабільних фаз плівок, діелектричних спектрів. Виведено аналітичний вираз, який дозволяє описати діелектричні спектри й визначити параметри, що характеризують електрофізичні процеси в плівках d-Bi2O3. Аналіз всіх отриманих результатів дозволяє припустити, що стабілізація високотемпературної d-фази Bi2O3 при низьких температурах стає можливою завдяки малому розміру кристалітів і наявності навколо них прошарку аморфної фази, а також, що в провідності беруть участь як електрони, так й іони кисню.

1. Проведено дослідження будови, температурної стабільності, мікроструктурних та електрофізичних властивостей монофазних плівок різних фаз оксиду вісмуту (ІІІ) для розробки технології отримання плівок оксиду вісмуту d-Bi2O3 методом реактивного магнетронного розпилення.

  1. Вперше методом реактивного магнетронного розпилення, який дозволяє отримувати метастабільні монофазні плівки, отримано плівки високотемпературної d-фази Bi2O3 у метастабільному стані при кімнатній температурі й детально досліджений вплив технологічних параметрів на структуру, мікроструктуру й електрофізичні властивості плівок оксиду вісмуту.

  2. Вперше проведено дослідження будови та мікроструктури плівок d-Bi2O3 за допомогою рентгенофазового аналізу, оптичної та електроннооптичної мікроскопії та встановлено розмір блоків і зерен, що створюють отримані плівки, визначено постійну елементарної кристалічної ґратки для плівок d-Bi2O3.

4. Вперше досліджено температурну стабільність при розпаді плівок d-Bi2O3. Ці дослідження показують, що розпад плівок метастабільних фаз при термообробці приводить до утворення стабільної a-фази. Метастабільна b-фаза після термообробки перетворюється безпосередньо в a-фазу. Розпад аморфної фази в a-фазу відбувається через проміжну метастабільну b-фазу. Метастабільна d-фаза розпадається в стабільну a-фазу також через проміжну b-фазу, однак при такому розпаді b-фаза виявляється більш стійкою у вакуумі, у той час як d-фаза – на повітрі.

5. Вперше виконано дослідження діелектричних спектрів плівок d-Bi2O3 та встановлено, що у високочастотній області плівки проявляють себе як ідеальний діелектрик, а спостережуване в цій області насичення діелектричної проникності при величині ~30 за значенням близьке з відомими літературними даними для полікристалічного a-Bi2O3 і плівок Bi2O3. У низькочастотній області при високих температурах проявляється об'ємно зарядова поляризація, що супроводжується утворенням області об'ємного заряду. У проміжній області спостерігається дисперсія між цими двома видами поляризації.

6. Вперше проведено аналітичний аналіз експериментальних діелектричних спектрів та вибрана модель, що має фізичне обґрунтування. Апроксимація експериментальних даних моделлю, що описує двополюсник, який складається з активного опору й двох “універсальних” ємностей, дозволила визначити параметри, що характеризують досліджувані плівки d-Bi2O3. Аналіз поведінки графіків частотної й температурної залежності ємності й питомої провідності дозволяє зробити висновок, що опір R відповідає питомій провідності об'єму плівок, ємність Сn(w) – об'ємній ємності С, а ємність Сm(w) – ємності об'ємного заряду.

7. Вперше запропоновано механізми поляризації й електропровідності в плівках d-фази Bi2O3, які ураховують утворення об'ємного заряду на електродах. Зміна питомої провідності s` із частотою свідчить про стрибковий характер провідності в плівках d-Bi2O3. Активаційний характер зміни питомої провідності s(0) у такому випадку пояснюється зміною рухливості носіїв заряду m. Зміна питомої провідності плівок d- Bi2O3 на постійному струмі s(0) у циклі нагрівання-охолодження і при зміні парціального тиску кисню обумовлена зміною концентрації дефектів ni, приблизно кисневих вакансій. Збільшення провідності зі зменшенням парціального тиску кисню свідчить про електронний n-тип часткової електропровідності в плівках d-Bi2O3. Зменшення електропровідності більш ніж на два порядки при розпаді плівок d-фази Bi2O3 в a- фазу свідчить про зменшення ступеня розупорядкованості в отриманих у такий спосіб плівках. Існування іонної електропровідності в досліджуваних плівках d-фази Bi2O3 підтверджується залежністю електропровідності від парціального тиску кисню, яка проявляється на температурних залежностях провідності гістерезисом, появою в плівках d-Bi2O3 термоЕРС, що залежить від тиску, а також не стаціонарністю й нелінійністю вольт-амперних характеристик плівок d-фази Bi2O3.

Публікації автора:

  1. Черненко И. М., Часовский К. В. Вакуумная технология получения тонких диэлектрических пленок. // Сборник докладов 4-го Международного симпозиума “Вакуумные технологии и оборудование” - Харьков: – 2001. - С. 324-327.

    Черненко И.М., Часовский К.В., Сеферовский Ю.В. Реактивное магнетронное напыление пленок оксидов цинка, олова, висмута, ванадия. // Вiсник Днiпропетровського університету. Фізика. Радiоелектронiка. - 2002. Вип. 9, – С. 114-116.

    Черненко І. М., Часовський К. В., Катков В. Ф. Одержання плівок оксиду вісмуту напилюванням у магнетронній системі // Фізика і хімія твердого тіла – 2001. - Т. 2, № 4, - С. 719-722.

    Черненко І. М., Часовський К. В., Тарасенко Ю. С. Напилювання і властивості плівок оксидів олова і цинку // VIII Мiжнародна конференцiя “Фізика i технології тонких плівок” - Івано-Франківськ: - 2001. - С.225.

    Черненко І. М., Часовський К. В., Катков В. Ф. Стабілізація d-фази плівок Bi2O3 при 300 К. // Фізика і хімія твердого тіла – 2002. - Т. 3, № 3, - С. 531-534.

    Черненко І. М., Часовський К. В., Катков В. Ф. Одержання плівок оксиду вісмуту напилюванням у магнетроннiй системi // VIII Мiжнародна конференцiя “Фізика i технології тонких плівок” - Івано-Франківськ: - 2001. - С.226.

    Черненко И. М., Часовский К. В., Мысов О. П. Микроструктура тонких пленок оксидов висмута // Сборник докладов 13-го Международного симпозиума “Тонкие пленки в оптике и электронике” – Харьков: - 2002. - С. 187.

    Черненко И. М., Часовский К. В., Катков В.Ф. Исследование кинетики распада метастабильных модификаций пленок оксида висмута. // Сборник докладов 12-го Международного симпозиума “Тонкие пленки в электронике” – Харьков: - 2001. - C. 238-240.

    Черненко И. М., Дуда В.М., Часовский К. В. Распад метастабильной d-фазы в пленках Bi2O3 // X Мiжнародна конференцiя “Фізика i технології тонких плівок” - Івано-Франківськ: - 2005. Т.1, - С. 276.

    Черненко И. М., Часовский К. В. Характер проводимости пленок оксида висмута // Вісник Донецького університету. Серія А. Природничі науки. - 2002. №2, - С.306-311.

    Черненко И.М., Дуда В.М., Часовский К.В. Диэлектрические спектры пленок d-Bi2O3 и их моделирование свойствами эквивалентного двухполюсника. // Вiсник Днiпропертовського унiверситету. Фiзика і Радiоелектронiка. - 2004. Вып.12., – С. 168-170.

    Черненко И. М., Дуда В.М., Часовский К. В. Диэлектрические спектры пленок d-Bi2O3 // X Мiжнародна конференцiя “Фізика i технології тонких плівок”, Івано-Франківськ: - 2005. Т.1, - С.276.