О взаимосвязи между механизмом напыления наноразмерных пленок и их морфологическими характеристиками

На сегодняшний день известен широкий ряд методов получения наноструктур. Среди наиболее распространённых методов можно выделить такие, как импульсно-лазерное осаждение, магнетронное распыление, эпитаксиальные, вакуумные, зондовые методы и т.д.

В работе [84] для получения тонких плёнок Al₂O₃на слое пористого кремния использовался метод ионно-плазменного распыления. Такие плёнки были получены в виде нитей, которые ориентированы в одном направлении и на расстоянии 300-500° нм друг от друга.

выявлено, что гетерофазная структура Al₂O₃ Ipor-Si ∕ Sz(Ill) хорошо пропускает электромагнитное излучение в районе 190-900 нм. Авторами работы выявлено, что поглощение электромагнитного излучения в рассматриваемой структуре происходит из-за межфазных переходов со значениями энергии E₁ =2,60 эВ E₂ =3,25 эВ и E₃ =5,60 эВ. Последний максимум совпадает со значением края оптического поглощения оксида алюминия. Авторами сделан вывод о том, что полученные плёнки Al₂O₃могут быть использованы как оптические проводящие каналы, которые весьма удачно могут быть внедрены в микро- и оптоэлектронику. В работе [85] были исследованы наночастицы оксида и гидроксида алюминия методом термического и рентгенофазного анализов и методом просвечивающей электронной микроскопии. Наночастицы были получены электрохимическим способом. Преимущество данного способа получения наночастиц заключается в том, что при его помощи можно получать достаточно чистые оксиды и гидроксиды. Целью данной работы авторы ставили изучение влияния механизма получения частиц на их морфологию и свойства. Сделан вывод о целесообразности использования подобных нанодисперсных наполнителей в двухкомпонентных тиоколовых герметиках. Влияние метода приготовления структур на оптические свойства также было затронуто в статье [86]. В данной работе был использован струйный плазмохимический метод, при помощи которого получили плёнки аморфного кремния. Эти плёнки используются в производстве солнечных элементов. Так как существующие методы не позволяют приготовить плёнки аморфного кремния при больших скоростях осаждения, авторы использовали струйный плазмохимический метод. Он обладает большей скоростью осаждения, и изготовленные с его помощью плёнки отвечают требованиям для подобных структур.

Также на характеристики наноразмерных плёнок оказывает сильное влияние наличие их отжига после осаждения. Например, в работе [87] изучаются плёнки оксида цинка, которые были получены с помощью метода магнетронного распыления.

характеристики, такие как плотность, гладкость, релаксация напряжения, также было увеличено сопротивление. Определённая температура отжига снижала и фактор потерь. Взаимосвязь между условиями отжига и структурными характеристиками плёнок была проанализирована при помощи рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии. Авторами были найдены оптимальные условия отжига для того, чтобы получить наилучшие характеристики плёнок оксида цинка. Отжиг после осаждения при температуре 400^oC даёт возможность применять эти плёнки в пьезоэлектрических датчиках. В статье [88] изучается влияние методов получения нанокомпозитов NiO ∕ SiO₂на их структурные характеристики. Получение данного нанокомпозита сопровождается появлением двух форм NiO - рентгеноаморфной и кристаллической. Основное влияние на изменение структурных характеристик оказывают условия получения материала. При образовании кристаллитов NiOна поверхности пирогенного кремнезема происходит снижение удельной поверхности, и это приводит к нелинейному изменению пористости и повышению содержания оксида никеля. Зависимость же структурных характеристик NiO ∕ SiO₂ от способа его получения носит нелинейный характер. Авторами было выявлено, что на структурные характеристики данного нанокомпозита большое влияние оказывает наличие органических добавок при синтезе.

В работе [89] тонкие плёнки оксида индия и олова были получены методом импульсно-лазерного осаждения на подложки из кварцевого стекла. Было проведено исследование характеристик полученных плёнок с целью понижения температуры роста и улучшения морфологических, электрофизических и оптических свойств плёнок. На рис. 12 приведены зависимости концентрации носителей заряда, их подвижности и удельного сопротивления от температуры подложки. Из рис. 12 можно сделать вывод, что при увеличении температуры подложки от 25^oC до 300^oC происходило увеличение концентрации носителей заряда.

носителей заряда. Увеличение температуры подложки приводит к сдвигу полосы поглощения в коротковолновую часть спектра. Данный метод получения тонких плёнок даже при комнатной температуре способен дать структурные параметры, сопоставимые с параметрами плёнок, полученных при более высоких температурах. Авторами сделано утверждение об эффективности метода импульсно-лазерного осаждения как метода низкотемпературного синтеза тонких плёнок оксида индия и олова.

Рис. 12. Зависимость удельного сопротивления р(1), подвижности μ_e (2) и

концентрации носителей заряда п_е(3) от температуры подложки T_s [89].

1.3.