The 21 reference contexts in paper D. Adamchuck V., V. Ksenevich K., N. Gorbachuk I., V. Shimanskij I., Д. Адамчук В., В. Ксеневич К., Н. Горбачук И., В. Шиманский И. (2016) “ИМПЕДАНСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК ДИОКСИДА ОЛОВА // IMPEDANCE SPECTROSCOPY OF POLYCRYSTALLINE TIN DIOXIDE FILMS” / spz:neicon:pimi:y:2016:i:3:p:312-321

  1. Start
    6653
    Prefix
    DOI: 10.21122/2220-9506-2016-7-3-312-321 Введение Импедансная спектроскопия является эффективным методом для изучения электрофизических характеристик различных материалов: кристаллических и неупорядоченных полупроводников, гетерогенных систем, композиционных структур
    Exact
    [1]
    Suffix
    . Проведение измерений электропроводности на переменном токе позволяет, в частности, изучать электрохимические и электрофизические процессы в ионопроводящих материалах, исследовать особенности диффузионного транспорта носителей заряда в неупорядоченных системах, определять характеризующие электронный транспорт параметры.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    7446
    Prefix
    заключается в том, что она является неразрушающим методом измерений, использующим относительно несложное и недорогостоящее оборудование, обеспечивая при этом достаточную для практических целей погрешность эксперимента. Зависимости действительной и мнимой частей импеданса от частоты поликристаллических материалов определяются преимущественным механизмом электронного транспорта
    Exact
    [2]
    Suffix
    , который в значительной мере зависит от их стехиометрического состава и кристаллической структуры. Проводимость поликристаллических материалов определяется как объемными характеристиками зерен (стехиометрическим и фазовым составом, наличием примесей [3–4]), так и состоянием межзеренных границ и может быть рассмотрена как сумма электропроводностей, характеризуемых различными мех
    (check this in PDF content)

  3. Start
    7711
    Prefix
    частей импеданса от частоты поликристаллических материалов определяются преимущественным механизмом электронного транспорта [2], который в значительной мере зависит от их стехиометрического состава и кристаллической структуры. Проводимость поликристаллических материалов определяется как объемными характеристиками зерен (стехиометрическим и фазовым составом, наличием примесей
    Exact
    [3–4]
    Suffix
    ), так и состоянием межзеренных границ и может быть рассмотрена как сумма электропроводностей, характеризуемых различными механизмами транспорта заряда [5–8]. Также не менее важную роль в процессах электропереноса в этих материалах играет наличие в поликристаллических оксидах разброса высот барьеров, обусловленного вариациями размеров и форм микрокристаллов, неоднородным распределени
    (check this in PDF content)

  4. Start
    7875
    Prefix
    Проводимость поликристаллических материалов определяется как объемными характеристиками зерен (стехиометрическим и фазовым составом, наличием примесей [3–4]), так и состоянием межзеренных границ и может быть рассмотрена как сумма электропроводностей, характеризуемых различными механизмами транспорта заряда
    Exact
    [5–8]
    Suffix
    . Также не менее важную роль в процессах электропереноса в этих материалах играет наличие в поликристаллических оксидах разброса высот барьеров, обусловленного вариациями размеров и форм микрокристаллов, неоднородным распределением дефектов и примесей по поверхностям и объемам микрокристаллов.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    8372
    Prefix
    поликристаллических оксидах разброса высот барьеров, обусловленного вариациями размеров и форм микрокристаллов, неоднородным распределением дефектов и примесей по поверхностям и объемам микрокристаллов. Анализ годографов импеданса в рамках метода эквивалентных схем позволяет для поликристаллических материалов разделить вклады в проводимость от межкристаллитных границ и объема зерен
    Exact
    [8]
    Suffix
    . Следует отметить, что эта проблема не является простой ввиду наличия многих факторов, способных повлиять на механизм проводимости нестехиометрической пленки в целом [2]. Количественный анализ частотной зависимости импеданса на основе выбранной эквивалентной схемы позволяет интерпретировать ее элементы в соответствии с физико-химическими процессами в образцах при протекании в них эл
    (check this in PDF content)

  6. Start
    8547
    Prefix
    Анализ годографов импеданса в рамках метода эквивалентных схем позволяет для поликристаллических материалов разделить вклады в проводимость от межкристаллитных границ и объема зерен [8]. Следует отметить, что эта проблема не является простой ввиду наличия многих факторов, способных повлиять на механизм проводимости нестехиометрической пленки в целом
    Exact
    [2]
    Suffix
    . Количественный анализ частотной зависимости импеданса на основе выбранной эквивалентной схемы позволяет интерпретировать ее элементы в соответствии с физико-химическими процессами в образцах при протекании в них электрического тока.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    9242
    Prefix
    прозрачных проводящих металлооксидных материалов, который наряду с хорошей электрической (близкой к металлической) проводимостью и прозрачностью в видимом диапазоне спектра характеризуется также высокой химической стойкостью. Поэтому пленки SnO2 широко используются в качестве прозрачных электродов в светодиодах, жидкокристаллических дисплеях, солнечных элементах и др.
    Exact
    [9–11]
    Suffix
    . Кроме того, в силу высокой адсорбционной и реакционной способности поверхности диоксида олова он является перспективным материалом для создания газовых сенсоров, сигнал в которых вызван изменением концентрации носителей заряда в приповерхностном слое [12].
    (check this in PDF content)

  8. Start
    9510
    Prefix
    Кроме того, в силу высокой адсорбционной и реакционной способности поверхности диоксида олова он является перспективным материалом для создания газовых сенсоров, сигнал в которых вызван изменением концентрации носителей заряда в приповерхностном слое
    Exact
    [12]
    Suffix
    . Как правило, синтезируемый различными методами диоксид олова характеризуется поликристаллической структурой и обладает проводимостью n-типа. Роль мелких доноров в нем так же, как и в некоторых других металлооксидных полупроводниках, играют кислородные вакансии [7].
    (check this in PDF content)

  9. Start
    9790
    Prefix
    Как правило, синтезируемый различными методами диоксид олова характеризуется поликристаллической структурой и обладает проводимостью n-типа. Роль мелких доноров в нем так же, как и в некоторых других металлооксидных полупроводниках, играют кислородные вакансии
    Exact
    [7]
    Suffix
    . Как показано в [7, 10], кристаллы SnO2 содержат вакансии кислорода с различными уровнями энергии в запрещенной зоне полупроводника: 10–40 мэВ, 24 ± 4 мэВ, 60 мэВ, 150 мэВ [10], 15– 49 мэВ [7].
    (check this in PDF content)

  10. Start
    9810
    Prefix
    Как правило, синтезируемый различными методами диоксид олова характеризуется поликристаллической структурой и обладает проводимостью n-типа. Роль мелких доноров в нем так же, как и в некоторых других металлооксидных полупроводниках, играют кислородные вакансии [7]. Как показано в
    Exact
    [7, 10]
    Suffix
    , кристаллы SnO2 содержат вакансии кислорода с различными уровнями энергии в запрещенной зоне полупроводника: 10–40 мэВ, 24 ± 4 мэВ, 60 мэВ, 150 мэВ [10], 15– 49 мэВ [7]. Проводимость поликристаллических пленок SnO2 обусловлена переносом электронов между кристаллитами оксида и определяется высотой потенциальных барьеров между ними, а также концентрацией электронов проводимости вблизи грани
    (check this in PDF content)

  11. Start
    9970
    Prefix
    Роль мелких доноров в нем так же, как и в некоторых других металлооксидных полупроводниках, играют кислородные вакансии [7]. Как показано в [7, 10], кристаллы SnO2 содержат вакансии кислорода с различными уровнями энергии в запрещенной зоне полупроводника: 10–40 мэВ, 24 ± 4 мэВ, 60 мэВ, 150 мэВ
    Exact
    [10]
    Suffix
    , 15– 49 мэВ [7]. Проводимость поликристаллических пленок SnO2 обусловлена переносом электронов между кристаллитами оксида и определяется высотой потенциальных барьеров между ними, а также концентрацией электронов проводимости вблизи границ кристаллитов.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    9987
    Prefix
    Роль мелких доноров в нем так же, как и в некоторых других металлооксидных полупроводниках, играют кислородные вакансии [7]. Как показано в [7, 10], кристаллы SnO2 содержат вакансии кислорода с различными уровнями энергии в запрещенной зоне полупроводника: 10–40 мэВ, 24 ± 4 мэВ, 60 мэВ, 150 мэВ [10], 15– 49 мэВ
    Exact
    [7]
    Suffix
    . Проводимость поликристаллических пленок SnO2 обусловлена переносом электронов между кристаллитами оксида и определяется высотой потенциальных барьеров между ними, а также концентрацией электронов проводимости вблизи границ кристаллитов.
    (check this in PDF content)

  13. Start
    10851
    Prefix
    Одним из наиболее эффективных методов модификации электрических свойств диоксида олова является варьирование температуры отжига в процессе синтеза пленок, а также их дополнительная термообработка в кислородсодержащих и инертных средах при различных температурах
    Exact
    [13]
    Suffix
    . Целью работы являлось применение метода импедансной спектроскопии для анализа влияния отжига в инертной среде на электрофизические свойства и структуру нестехиометрических пленок диоксида олова.
    (check this in PDF content)

  14. Start
    12242
    Prefix
    Двухстадийный отжиг в окислительной атмосфере позволяет получить имеющие поликристаллическую структуру проводящие пленки, в состав которых входит диоксид олова орторомбической и тетрагональной модификаций, монооксид олова и нестехиометрические фазы диоксида олова
    Exact
    [14]
    Suffix
    . Затем полученные пленки подвергались отжигу в инертной среде в температурном интервале 300–800 °С. Краткое описание режимов отжига и условные обозначения образцов приведены в таблице 1. Таблица 1/Table 1 Режимы отжига и обозначение образцов Annealing temperatures and designation of samples Обозначение образцов Designation of samples Температуры отжига / Annealing temperatures S1 Отжиг на
    (check this in PDF content)

  15. Start
    17199
    Prefix
    на переменном токе поликристаллических полупроводников для учета влияния проводимости и емкости как кристаллитов, так и границ зерен может быть использована эквивалентная схема замещения, в состав которой входят два последовательно соединенных контура, каждый из которых состоит из параллельно включенных резистора и конденсатора и характеризуется своей постоянной времени τ = RC
    Exact
    [8, 15]
    Suffix
    . В нашем случае можно предположить, что на эквивалентной схеме замещения усредненное значение сопротивления кристаллитов моделируется элементом R1, а усредненное значение сопротивления границ зерен – элементом R2.
    (check this in PDF content)

  16. Start
    17843
    Prefix
    Использование элемента постоянной фазы СРЕ вызвано необходимостью учета разброса значений сопротивлений межзеренных границ и их емкостей. Импеданс данного элемента определяется следующей формулой
    Exact
    [1]
    Suffix
    : Z = A-1 (iω)-n, где А – фактор пропорциональности, размерность которого зависит от экспоненциального показателя n. Eсли n = 1, то элемент CPE тождествен конденсатору и A0 имеет размерность емкости, а если n = 0, то — резистору и A имеет размерность сопротивления.
    (check this in PDF content)

  17. Start
    18191
    Prefix
    Eсли n = 1, то элемент CPE тождествен конденсатору и A0 имеет размерность емкости, а если n = 0, то — резистору и A имеет размерность сопротивления. В «промежуточном» случае можно считать, что A имеет размерность Ω–1·sn
    Exact
    [16]
    Suffix
    . Следует отметить, что данный элемент не имеет строго определенного физического смысла и является обобщенным и универсальным средством для моделирования импеданса обширного класса систем с различной микроструктурой, в частности для поликристаллических пленок [1].
    (check this in PDF content)

  18. Start
    18467
    Prefix
    Следует отметить, что данный элемент не имеет строго определенного физического смысла и является обобщенным и универсальным средством для моделирования импеданса обширного класса систем с различной микроструктурой, в частности для поликристаллических пленок
    Exact
    [1]
    Suffix
    . Кроме того, применение элемента постоянной фазы целесообразно в случае неидеального конденсатора, т.е. когда распределение примесных и дефектных центров неоднородно по толщине оксида [17].
    (check this in PDF content)

  19. Start
    18663
    Prefix
    физического смысла и является обобщенным и универсальным средством для моделирования импеданса обширного класса систем с различной микроструктурой, в частности для поликристаллических пленок [1]. Кроме того, применение элемента постоянной фазы целесообразно в случае неидеального конденсатора, т.е. когда распределение примесных и дефектных центров неоднородно по толщине оксида
    Exact
    [17]
    Suffix
    . Значения рассчитанных элементов эквивалентных схем замещения для образцов S1 – S6 представлены в таблице 2. Как видно из таблицы 2, для показателя степени n CРЕ-элемента в результате моделирования были получены значения, близкие к 1 (в диапазоне 0,88–0,95) для всех образцов, т.е. импеданс данного элемента тождествен импедансу конденсатора.
    (check this in PDF content)

  20. Start
    25276
    Prefix
    Рисунок 3 – Участки рентгенограмм образцов S1–S7 Figure 3 – X-ray diffraction patterns for samples S1–S7 На представленных рентгенограммах, полученных от пленок, не подвергнутых термическому отжигу, обнаружены совокупности дифракционных рефлексов, соответствующих как монооксиду олова SnO тетрагональной структуры, так и диоксиду олова SnO2 тетрагональной структуры типа рутила
    Exact
    [18–21]
    Suffix
    . После проведения термического отжига в аргоне в интервале температур 300–700 °C наблюдается угловое смещение дифракционных максимумов монооксида олова SnO, свидетельствующее об изменении параметров решетки, которое может быть обусловлено отклонением элементного состава от стехиометрического ввиду диффузионного перераспределения кислорода от поверхности вглубь пленки.
    (check this in PDF content)

  21. Start
    26202
    Prefix
    Это объясняется термическим испарением атомов олова, приводящим к восстановлению стехиометрии до диоксида олова. Размер областей когерентного рассеяния (кристаллитов) в нестехиометрических пленках SnO2 без учета внутренних микронапряжений оценивался по соотношению Дебая–Шеррера
    Exact
    [20, 22]
    Suffix
    : где λ – длина волны рентгеновского излучения; β – полная ширина дифракционной линии на высоте половинной интенсивности (в радианах), θ – угловое положение дифракционного максимума, коэффициент K = 0,94.
    (check this in PDF content)