Logo BSU

Please use this identifier to cite or link to this item: https://elib.bsu.by/handle/123456789/236922
Title: Управление электрическими и оптическими параметрами активных элементов датчиков влажности на основе пленок оксидов олова переменного состава
Other Titles: Control of electrical and optical parameters of humidity sensors active elements based on tin oxides films with variable composition / D. V. Adamchuck, V. K. Ksenevich
Authors: Адамчук, Д. В.
Ксеневич, В. К.
Keywords: ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика
Issue Date: 2019
Publisher: Белорусский национальный технический университет
Citation: Приборы и методы измерений = Devices and Methods of Measurements. – 2019. – Т. 10, № 2. – С. 138–150
Abstract: Цель работы – разработка методики синтеза пленок оксидов олова различного стехиометрического состава, характеризующихся высокими электропроводностью и коэффициентом пропускания света в УФи видимом диапазоне электромагнитного спектра, для дальнейшего их применения в качестве датчиков влажности и газов, а также электродов для электрои фотокаталитических преобразователей. Нестехиометрические пленки SnO/SnO_2 /SnO_2−δ были синтезированы методом реактивного магнетронного распыления олова на стеклянные подложки в плазме аргона с добавлением кислорода и последующим термическим окислением формируемых слоев на воздухе. Для изменения структурных, оптических и электрических свойств пленок и подбора оптимальных параметров синтеза варьировались содержание кислорода в процессе напыления и температура отжига на воздухе в диапазонах 0−2 об. % и 200−450 °C соответственно. Характеризация пленок проводилась с использованием 4-х зондового метода измерений электрического сопротивления, рентгеновской дифракции и оптической спектроскопии пропускания света. В результате комплексного анализа структурных, оптических и электрических свойств пленок установлено, что для получения наиболее прозрачных и проводящих покрытий, перспективных для использования в качестве датчиков влажности и газов, а также в фотоэлектрических устройствах, оптимальными параметрами синтеза являются: содержание кислорода в аргоновой плазме в процессе напыления ≈ 0,8–1,2 об. %, температура отжига на воздухе ≈ 350–375 °C. При этом формируется поликристаллическая пленка, в которой преобладает фаза диоксида олова, содержащая структурные дефекты (кислородные вакансии), обеспечивающие сочетание высоких электропроводности и коэффициента пропускания в видимой и УФ-области электромагнитного спектра.
Abstract (in another language): The aim of this work is development of technique for synthesis of tin oxides films with various stoichiometric composition, characterized by high electrical conductivity and light transmittance in the UV and visible range of the electromagnetic spectrum, for their further application as humidity and gas sensors, as well as electrodes for electro- and photocatalytic converters. Nonstoichiometric SnO/SnO_2/SnO_2−δ films were synthesized by reactive magnetron sputtering of tin onto glass substrates in argon plasma with oxygen addition and with subsequent thermal oxidation of the formed layers in air. To change the structural, optical, and electrical properties of the films and to find out the optimal synthesis parameters, the oxygen content during the deposition process and the annealing temperature in air were varied in the range of 0–2 vol. % and of 200–450 °C, respectively. The characterization of the films was carried out using a 4-probe method for measuring the electrical resistance, X-ray diffraction, and optical spectroscopy of light transmission. As a result of a comprehensive analysis of the structural, optical and electrical properties of the films, it was found that the optimal synthesis parameters to obtain the most transparent and conductive coatings promising for use as humidity, gas sensors and in photovoltaic devices are the following: oxygen content in argon plasma during sputtering process is ≈ 0,8–1,2 vol. %, the annealing temperature in air is ≈ 350–375 °C. In this case a polycrystalline film with high electrical conductivity and high transmittance in the visible and UV regions of the electromagnetic spectrum with prevailing of tin dioxide phase with structural defects (oxygen vacancies) is formed.
URI: http://elib.bsu.by/handle/123456789/236922
ISSN: 2220-9506 (Print)
2414-0473 (Online)
Scopus: 10.21122/2220-9506-2019-10-2-138-150
Sponsorship: Работа выполнена в рамках задания 3.3.1 ГПНИ «Конвергенция-2020» (подпрограмма «Объединение»).
Appears in Collections:Кафедра физики полупроводников и наноэлектроники

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
PIMIs138-150.pdf511,65 kBAdobe PDFView/Open


PlumX

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.