Структура, электрические и газосенсорные свойства тонких пленок Sn-Y-O, полученных методом реактивного ионно-лучевого напыления

В работе рассмотрены результаты исследования структуры, электрических и газосенсорных свойств тонких пленок Sn-Y-O с содержанием Y от 0,4 до 4,8 ат.%, полученных методом реактивного ионно-лучевого напыления в атмосфере аргона с добавлением кислорода. Составная мишень, используемая при напылении, представляет собой пластину олова с неравномерно расположенными на поверхности полосками иттрия. Такая конфигурация мишени позволила за один цикл напыления получить 75 образцов с концентрацией иттрия от 0,4 до 4,8 ат.%. В исходном состоянии пленки Sn-Y-O имеют аморфную структуру. Процесс кристаллизации в полученной системе наблюдается при температурах 400 – 500 °С и начинается с выделения метастабильной кристаллической фазы SnO. При этом температура начала процесса кристаллизации увеличивается с ростом содержания Y. Дальнейшее увеличение температуры термообработки приводит к превращению части фазы SnO в SnO2 и выделению кристаллического соединения Y2O3. Исследования электрических свойств тонких пленок Sn-Y-O в исходном состоянии показали, что электрическое сопротивление при комнатной температуре имеет значение более 1010 Ом•см и уменьшается с повышением температуры. После термообработки, приводящей к кристаллизации пленок Sn-Y-O, процесс электропереноса при температурах, близких к комнатной, является термоактивированным с энергией активации около 0,23 эВ. Пленки Sn-Y-O после кристаллизации проявляют газосенсорные свойства по отношению к водороду. В частности, введение водорода в среду аргона при температуре 350 °С приводит к уменьшению электрического сопротивления нанокристаллической тонкой пленки Sn-Y-O с содержанием Y, равным 4.8 ат. %, более чем на 60%.

Влияние примеси кремния на структуру и физические свойства пленок Sn-Si-O

С.И. Рембеза, Н.Н. Кошелева, Е.С. Рембеза, Т.В. Свистова, А.А. Винокуров