Структура и электрические свойства тонких пленок (ZnO/SiO2)25



Download 0,88 Mb.
bet7/11
Sana24.02.2022
Hajmi0,88 Mb.
#227644
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Рис. 3. Температурные зависимости удельного электрического




























Зная значения радиуса локализации электрона и ве-

сопротивления тонких пленок (ZnO/SiO2)25, представленные

личины B, по формуле (2) можно оценить значения эф-

в

координатах

ln(ρ) ∝ f (T −1/4)

(a)




и ln(ρ) ∝ f (1/T ) (b)

фективной плотности состояний на уровне Ферми g (EF).

(числами показаны значения толщины бислоя hbl ).

























Физика и техника полупроводников, 2019, том 53, вып. 11




Структура и электрические свойства тонких пленок (ZnO/SiO2)25

1509







Таблица 1. Параметры тонких пленок (ZnO/SiO2)25 с разной толщиной бислоя hbl , вычисленные из модели прыжковой проводимости по локализованным состояниям вблизи уровня Ферми в температурном интервале от 80 до 250 K



hbl, нм

B , K

g(EF), эВ−1 · см−3

R (200 K), нм













8.21

(44.253)4

4.97 · 1020

2.03

8.94

(28.380)4

2.94 · 1021

1.3

9.56

(21.438)4

9.03 · 1021

0.98

Таблица 2. Значения энергии активации электрической про-водимости W для тонких пленок (ZnO/SiO2)25 в диапазоне температур 250−300 K



hbl , нм

W, эВ







7.53

0.110 ± 0.020

8.21

0.053 ± 0.008

9.56

0.040 ± 0.007

8.94

0.032 ± 0.005







ным состояниям из результатов обработки рис. 3, a приведены в табл. 1.


Результаты оценок, представленные в табл. 1, пока-зывают, что с увеличением толщины бислоя плотность электронных состояний на уровне Ферми растет. Такой результат, вероятно, связан с тем, что по мере роста толщины бислоя толщина прослоек ZnO, по которым главным образом осуществляется электроперенос, рас-тет, а толщина прослоек SiO2 — падает. Другим важным результатом проведенных оценок является тот факт, что полученные значения средней длины прыжка в два−три раза меньше значений толщины монослоя ZnO, что под-тверждает справедливость применения формулы (1) для трехмерного прыжкового электропереноса. Следователь-но, определяющий вклад в электрическую проводимость тонких пленок (ZnO/SiO2)25 вносят прослойки окиси цинка и интерфейс между слоями.


Экспериментальные зависимости электрического сопротивления в температурном интервале 250−300 K имеют линейные зависимости в координатах ln(ρ) ∝ f (1000/T ) (рис. 3, b). Для описания темпе-ратурных зависимостей электрической проводимости





  • этом интервале воспользуемся моделью термоакти-вированной проводимости, тогда, согласно [13], для электросопротивления должно выполняться равенство:

ρ = ρ0 exp

kBT

,

(5)







W










где W — энергия активации электрической проводимо-сти. Применяя формулу (5), из рис. 3, b оценим значения энергии активации электрической проводимости. Резуль-таты проведенных оценок приведены в табл. 2.


Полученные выше результаты W соответствуют уров-ням межузельных атомов Zn, являющихся мелкими


донорами в пленках ZnO [15]. Таким образом, прово-димость тонких пленок (ZnO/SiO2)25 при температурах, близких к комнатной, можно считать примесной, опре-деляемой примесными уровнями прослоек окиси цинка.
3.3. Влияние термообработки на структуру



  • электрические свойства пленок (ZnO/SiO2)25

Для установления влияния термообработки на структуру и электрические свойства тонких пленок (ZnO/SiO2)25 были изучены температурные зависимости удельного электрического сопротивления в диапазоне температур от комнатной до 600C в вакууме с дав-лением остаточных газов P = 5 · 10−4 Торр. На рис. 4 показана температурная зависимость удельного электри-ческого сопротивления тонких пленок (ZnO/SiO2)25 с толщиной бислоя hbl = 7.65 и 9.56 нм (кривые 1 и 2 соответственно) при нагреве до 600C и последующем охлаждении. При нагреве выше комнатной температуры удельное электрическое сопротивление исследованных образцов уменьшается, достигая минимального значения при температуре ∼ 300C. Выше ∼ 300C электриче-ское сопротивление образца начинает увеличиваться, при этом наиболее интенсивное увеличение электриче-ского сопротивления наблюдается при 580C для пленок с толщиной hbl = 7.65 нм и при 530C для образца





  • hbl = 9.56 нм. Зависимости ρ(T ), измеренные при охлаждении, имеют положительный ТКС, характерный для полупроводниковых материалов, при этом значение

удельного электрического сопротивления тонких пленок (ZnO/SiO2)25 с толщиной бислоя hbl = 9.56 нм (кри-вая 2) стало больше значения удельного электрического сопротивления тонких пленок (ZnO/SiO2)25 с толщиной бислоя hbl = 7.65 нм (кривая 1).








102




·cm

101

1







W

100













,r

2

10–1




10–2



0

100

200

300

400

500

600










T, °C












Рис. 4. Зависимости удельного электрического сопротивления тонких пленок (ZnO/SiO2)25 с различной толщиной бислоя hbl от температуры, измеренные в вакууме P = 5 · 10−4 Торр (1hbl = 7.65 нм, 2hbl = 9.56 нм).

Физика и техника полупроводников, 2019, том 53, вып. 11



1510 М.Н. Волочаев, Ю.Е. Калинин, М.А. Каширин, В.А. Макагонов, С.Ю. Панков, В.В. Бассараб







105

T = 600°C

A













counts

103







103

T = 500°C




Intensity,

105




105

T = 400°C













103










10

5

T = 200°C



















103













1

2

3




4

5

6

7










4




2Q, deg



















SiO

























2






















(100)Zn

Zn

(112)Zn

(002)ZnO

(101)ZnO













(100)ZnO(211)













4




4



















SiO




SiO
















3000

2




2


































B






















T = 600°C




counts

1000






















3000
















T = 500°C

















































Intensity,

1000






















4000
















T = 400°C




























2000














































4000

























2000
















T = 200°C































0

25

30




35




40

45













2Q, deg




Download 0,88 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish