УПРАВЛЕНИЕ СВОЙСТВАМИ ПРОЗРАЧНЫХ ПРОВОДЯЩИХ ОКСИДОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПАРАМЕТРОВ РАСТВОРА 

Тимур Олегович Зинченко, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: scar0243@gmail.com
Екатерина Анатольевна Печерская, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: pea1@list.ru
Владислав Игоревич Кондрашин, генеральный директор ООО «Парадигма» (Россия, г. Пенза, ул. Кирова, 51), E-mail: vlad_kondrashin@mail.ru
Владимир Сергеевич Александров, студент, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: vsalexrus@gmail.com
Геннадий Васильевич Козлов, доктор технических наук, профессор, директор Политехнического института, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: gvk17@yandex.ru
Алексей Игоревич Левин, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: levin.alescha2013@yandex.ru 

684.4.05 

DOI

10.21685/2307-5538-2021-3-8 

Актуальность цели. Традиционным методам синтеза прозрачных проводящих оксидов – перспективным материалам опто- и полупроводниковых приборов и устройств присущи серьезные недостатки, обусловленные использованием вакуума, высокой стоимостью производства. Цель работы заключается в исследовании влияния на свойства прозрачных проводящих оксидов параметров раствора при использовании метода спрей-пиролиза, который позволяет устранить указанные недостатки. Материалы и методы. В качестве материала для получения прозрачных проводящих оксидов выбран оксид олова, легированный сурьмой, который обладает следующими преимуществами: химическая инертность, устойчивость при высоких температурах и в атмосферных условиях, достаточно высокие показатели прозрачности и проводимости. Синтез покрытия осуществлен методом спрей-пиролиза, который позволяет устранить недостатки других методов, требующих наличие вакуума, а следовательно, имеющих высокую стоимость производства. Результаты. Исследовано влияние объема раствора, концентрации примеси, концентрации прекурсоров на свойства прозрачных проводящих покрытий (поверхностное сопротивление, удельную проводимость, концентрацию носителей, длину свободного пробега). Выводы. В результате исследования синтезированных образцов показано, что при увеличении объема раствора наблюдается уменьшение поверхностного сопротивления и повышение удельной проводимости. Определено, что оптимальное значение концентрации прекурсора SnCl4·5H2O для достижения минимального поверхностного сопротивления образцов с покрытием SnO2 составляет 0,25 моль/л. 

Ключевые слова

спрей-пиролиз, прозрачный проводящий оксид, прекурсор, примесь, объем раствора, поверхностное сопротивление 

 Скачать статью в формате PDF

1. Kawazoe H., Yanagi H., Ueda K. [et al.]. Transparent p-type conducting oxides: design and fabrication of p-n heterojunctions // MRS Bull. 2000. Vol. 25. P. 28–36.
2. Gordon R. G. Criteria for choosing transparent conductors // MRS Bull. 2000. Vol. 25. P. 52–57.
3. Lewis B. G., Paine D. C. Applications and processing of transparent conducting oxides // MRS Bull. 2000. Vol. 25. P. 22–27.
4. Porch A., Morgan D. V., Perks R. M. [et al.]. Electromagnetic absorption in transparent conducting films // J. Appl. Phys. 2004. Vol. 95. P. 4734–4737.
5. Tiwari A. N., Khrypunov G., Kurdzesau F. [et al.]. CdTe solar cell in a novel configuration // Prog. Photovoltaics. 2004. Vol. 12. P. 33–38.
6. Hamberg I., Granqvist C. G. Evaporated Sn-doped In2O3 films: basic optical properties and applications to energy-efficient windows // J. Appl. Phys. 1986. Vol. 60. P. R123–R160.
7. Zinchenko T. O., Kondrashin V. I., Pecherskaya E. A. [et al.]. Electrical properties of transparent conductive ATO coatings obtained by spray pyrolysis // IOP Conf. Series: Mater. Sci. and Eng. 2017. Vol. 225. P. 012255.
8. Biswas P., Wu C. Y. Control of toxic metal emissions from combustors using sorbents: a review // J. Air Waste Manage. 1998. Vol. 48. P. 113–127.
9. Linak W. P., Wendt J. O. L. Toxic metal emissions from incineration: Mechanisms and control // Prog. Energ. Combust. 1993. Vol. 19. P. 145–185.
10. Elangovan E., Ramamurthi K. A study on low cost-hight conducting fluorine and antimony-doped tin oxide thin films // Appl. Surf. Sci. 2005. Vol. 249. P. 183–196.
11. Rembeza S. I., Svistova T. V., Rembeza E. S. [et al.]. Electric and optical properties of semiconductor films based on SnO2 and SiO2 // Russ. Electr. Eng. 2004. Vol. 75. P. 11–15.
12. Зинченко Т. О., Печерская Е. А. Анализ методов получения прозрачных проводящих покрытий // Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы : сб. науч. ст. Всерос. межвуз. науч.‐практ. конф. / под ред. Л. Р. Фионовой. Пенза : Изд-во ПГУ, 2018. С. 258–260.
13. Кондрашин В. И., Печерская Е. А. Исследование влияния концентрации примеси на поверхностное сопротивление в ппп (полученных методом спрей-пиролиза) на основе диоксида олова // Актуальные проблемы физической и функциональной электроники : материалы 19-й Всерос. молодеж. науч. школы-семинара. Ульяновск, 2016. С. 175–176.
14. Печерская Р. М., Печерская Е. А., Метальников А. М. [и др.]. Синтез и свойства нанокристаллических пленок диоксида олова, полученных методом пиролиза аэрозолей // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. 2012. № 4. С. 237–241.