Диссертация на соискание ученой степени

2.2.4 Использование тонких пленок, полученных методом ALD, в качестве 
гетерогенных зародышевых слоев для наностержней оксида цинка 
Как упоминалось выше, в качестве зародышевых слоев могут быть 
использованы пленки, полученные различными методами. В большинстве случаев, 
в качестве таких слоев используются слои того же материала, наноструктуры 
которого предполагается вырастить. Однако, такой вариант не всегда возможен 
либо необходим. Поэтому, понимание процессов формирования наностержней 
оксида цинка на гетерогенных зародышевых слоях необходим. Такие 
гетерогенные, могут быть получены методом, таким как атомно слоевое 
осаждение. 
Атомно слоевое осаждение получил широкое распространение как 
современный метод получение тонких пленок. Метод основан на процессе 
взаимодействия паров прекурсора с функциональными группами на поверхности 
подложки. 
Особенностью 
данного 
метода, 
является 
использование 
самоограничивающихся реакций, позволяющих получать тонкие пленки с высокой 
степени вопроизведения. В отличие от остальных методов получения пленок из 
паровой фазы (CVD, PVD), данный метод не имеет нижней границы толщин 
получаемых пленок. Механизм роста пленок используемый в методе ALD, 
позволяет получать пленки с высокой адгезией к поверхности подложки, а также 
высокой конформностью, что также выделяет данный метод среди прочих других. 
В качестве гетерогенных зародышевых слоев, были выбраны тонкие пленки 
диоксида титана. Методом ALD были получены пленки TiO
2
с толщиной 20 нм. 

---

56 
Для этого, в качестве прекурсоров использовались изопропоксид титана и вода, 
пары которых напускались в камеру. Процесс роста пленки происходил при 220 °С. 
Длалее, на полученных пленках методом гидротермального синтеза был 
произведен рост наностержней оксида цинка (рост производился при условиях 
описанных в пункте 2.1.) с использованием ростового раствора, содержащего 
ацетат цинка и HMTA. Морфологию синтезированных наноструктур представлена 
на рисунке 2.6. 
Рисунок 2.6. SEM-изображение наностержней оксида цинка вырашенных на тонких слоях TiO
2
Из рисунка видно, что подобные структуры могут быть использованы при 
создании принципиально новых сенсорных устройств. Струкутры являются не 
сплошными. Часть поверхности фоточувствительна, поэтому на структурах кроме 
перколяционного протекания будет сказыватся и воздействие светового потока. 
Это воздействие может быть каталитически активна и давать обеспечивать 
дополнительные функциональные возможности. Полученные структуры 
представляют до перколяционный кластер, и поэтому требуется дополнительные 
технологические изыскания до достижения практически значимых результатов. 
В тоже время, для традиционных применений дополнительная зависимоть от 
такого фактора как освещение будет приводить к дополнительному источнику не 
воспроизводимости результата. Поэтому, на данном этапе, продолжение развития 
создания зародышевых слоев с помощью метода ALD было приостановлено.

---

57 
Однако, в процессе предварительных экспериментов были установлены 
важные особенности для формирования структур на основе оксида цинка на 
подложках с сильным различием кристаллических параметров (ZnO 
a
= 0.32495, 
TiO
2
a
=0.3785). Нами было установлено, что для зкрепления центров 
кристаллизации важным условием является использование приема «лигандов 
сборщиков» из активно развивающегося направления нетрадиционных механизмов 
ротса. Иными словами, закрепление гидроксильных групп на поверхности 
подложки и на поверхности возникших нанокристаллов в результате 
поликонденсации жестко фиксирует их расположение через мостиковые 
кислородные связи.