Локализация алюминия в слоях ZnO:Al, полученных методом магнетронного распыления

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы особенности локализации алюминия и механизм формирования донорных центров в слоях ZnO:Al, синтезированных методом высокочастотного магнетронного распыления. Показано, что алюминий преимущественно локализуется на межзеренных границах оксида цинка в собственной оксидной фазе. Механизм окисления Al на межзеренных границах существенным образом зависит от содержания кислорода в рабочей камере: при распылении в атмосфере чистого аргона в условиях дефицита кислорода окисление алюминия происходит в результате взаимодействия с кислородом поверхностного слоя кристаллитов оксида цинка с формированием на межзеренных границах поверхностных донорных центров. С увеличением парциального давления кислорода алюминий преимущественно окисляется кислородом из газовой атмосферы, формируя на межзеренных границах собственную барьерную фазу.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ш. Асваров

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: a_abduev@mail.ru
Россия, Москва

А. Э. Муслимов

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: a_abduev@mail.ru
Россия, Москва

В. М. Каневский

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: a_abduev@mail.ru
Россия, Москва

А. К. Ахмедов

Институт физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского федерального исследовательского центра РАН

Email: a_abduev@mail.ru
Россия, Махачкала

А. Х. Абдуев

Государственный университет просвещения

Автор, ответственный за переписку.
Email: a_abduev@mail.ru
Россия, Мытищи

З. Х. Калажоков

Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова

Email: a_abduev@mail.ru
Россия, Нальчик

Список литературы

  1. Boscarino S., Crupi I., Mirabella S. et al. // Physica A. 2014. V. 116. P. 1287. https://doi.org/10.1007/s00339-014-8222-9
  2. Afre R.A., Sharma N., Sharon M. et al. // Rev. Adv. Mater. Sci. 2018. V. 53. P. 79.
  3. Cohen D.J., Barnett S.A. // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. P. 053705. https://doi.org/10.1063/1.2035898
  4. Akhmedov A., Abduev A., Murliev E. et al. // Materials. 2023. V. 16. P. 3740. https://doi.org/10.3390/ma16103740
  5. Meng F., Ge F., Chen Y. et al. // Surf. Coat. Technol. 2018. V. 365. P. 2. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.04.013
  6. Abduev A., Akhmedov A., Asvarov A. et al. // SID Symposium Digest of Technical Papers. 2019. V. 50. P. 977. https://doi.org/10.1002/sdtp.13089
  7. Asvarov A.S., Abduev A.K., Akhmedov A.K. et al. // Materials. 2022. V. 15. P. 5862. https://doi.org/10.3390/ma15175862
  8. Ellmer K., Mientus R. // Thin Solid Films. 2008. V. 516. P. 5829. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2007.10.082
  9. Wu Y., Giddings A.D., Verheijen M.A. et al. // Chem. Mater. 2018. V. 30. P. 1209. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.7b03501
  10. Jose J., Khadar M.A. // Mater. Sci. Eng. A. 2001. V. 304–306. P. 810. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(00)01579-3
  11. Reiche M., Kittler M., Krause H.M. // Solid State Phenom. 2013. V. 205–206. P. 293. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.205-206.293
  12. Лашкова Н.А., Максимов А.И., Матюшкин Л.Б. и др. // Бутлеровские сообщения. 2015. Т. 42. № 6. С. 48.
  13. El-Shaarawy M.G., Khairy M., Mousa M.A. // Adv. Powder Technol. 2020. V. 31. P. 1333. https://doi.org/10.1016/j.apt.2020.01.009
  14. Liu J., Huang X., Duan J. et al. // Mater. Lett. 2005. V. 59. P. 3710. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2005.06.043
  15. Abduev A., Akhmedov A., Asvarov A. // J. Phys. Conf. Ser. 2011. V. 291. P. 012039. https://doi.org/10.1088/1742-6596/291/1/012039
  16. Khlayboonme S.T., Thowladda W. // Mater. Res. Express. 2021. V. 8. P. 076402. https://doi.org/10.1088/2053-1591/ac113d
  17. Nasr B., Dasgupta S., Wang D. et al. // J. Appl. Phys. 2010. V. 108. P. 103721. https://doi.org/10.1063/1.3511346
  18. Novák P., Kozák T., Šutta P. et al. // Phys. Status Solidi. A. 2018. V. 215. https://doi.org/10.1002/pssa.201700951
  19. Sieber I., Wanderka N., Urban I. et al. // Thin Solid Films. 1998. V. 330. P. 108. https://doi.org/10.1016/S0040-6090(98)00608-7
  20. Bikowski A., Rengachari M., Nie M. et al. // APL Mater. 2015. V. 3. P. 060701. https://doi.org/10.1063/1.4922152
  21. Fiermans L., Vennik J., Dekeyser W. // J. Surf. Sci. 1975. V. 63. P. 390.
  22. Semiletov A.M., Chirkunov A.A., Grafov O.Y. // Coatings. 2022. V. 12. P. 1468. https://doi.org/10.3390/coatings12101468
  23. Potter D.B., Parkin I.P., Carmal C.J. // RSC Adv. 2018. V. 8. P. 33164. https://doi.org/10.1039/c8ra06417b
  24. Daza L.G., Martin-Tovar E.A., Castro-Rodriguez R. // Inorg. Organomet. Polym. 2017. V. 27. P. 1563. https://doi.org/10.1007/s10904-017-0617-6
  25. Li L., Fang L., Zhou X.J. et al. // J. Electron Spectros. Relat. Phenomena. 2009. V. 173. P. 7. https://doi.org/10.1016/j.elspec.2009.03.001
  26. Tong C., Yun J., Chen Y.-J. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016. V. 8. P. 3985. https://doi.org/10.1021/acsami.5b11285
  27. Sky T.N., Johansen K.M., Venkatachalapathy V. et al. // Phys. Rev. B. 2018. V. 98. P. 245204. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.98.245204
  28. Kim H.-K., Seong T.-Y., Kim K.-K. et al. // Jpn. J. Appl. Phys. 2004. V. 43. P. 976. https://doi.org/10.1143/JJAP.43.976
  29. Wei J., Ogawa T., Feng B et al. // Nano Lett. 2020. V. 20. P. 2530. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b05298
  30. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. М.: Мир, 1980. 488 с.
  31. Ryabko A.A., Mazing D.S., Bobkov A.A. et al. // Phys. Solid State. 2022. V. 64. P. 1657. https://doi.org/10.21883/PSS.2022.11.54187.408

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дифрактограммы слоев ZnO:3%Al (а, б) и ZnO:6%Al (в, г), осажденных при температуре подложки 50 (а, в) и 300°С (б, г) в атмосфере рабочего газа Ar и Ar–O2

Скачать (336KB)
Метаданные
3. Рис. 2. ПЭМ-изображение слоя ZnO:6%Al, осажденного при температуре подложки 300°С

Скачать (248KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Данные энергодисперсионного анализа о распределении химических элементов вблизи границы раздела подложка–слой для слоя ZnO:6%Al, осажденного при температуре подложки 300°С

Скачать (106KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Данные энергодисперсионного анализа о распределении химических элементов в слое ZnO:6%Al, осажденном при температуре подложки 300°С, вдоль линии, пересекающей столбы параллельно подложке

Скачать (185KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Обзорный РФЭ-спектр образца ZnO:6%Al

Скачать (104KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Области РФЭ-спектра с рефлексами Zn2p, Zn2p3/2 (а) и Zn LMM (б)

Скачать (145KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Области РФЭ-спектра с рефлексами O1s (а) и Al2p (б)

Скачать (178KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Зависимости поверхностного сопротивления RS слоев ZnO:3%Al (1) и ZnO:6%Al (2) от температуры подложки

Скачать (68KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Архитектура многослойной структуры Al2O3/ZnO

Скачать (97KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024