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

3.2.

Электрические свойства

синтезированных пленок

Рис. 1. a — картины рентгеновской дифракции от тонкой пленки ZnO и гетероструктуры (ZnO/SiO₂)₂₅ с толщиной бислоя h_bl = 8.72 нм (на вставке показаны картины рентге-новской дифракции гетероструктур (ZnO/SiO₂)₂₅ с различной толщиной бислоя, измеренные в области малых брегговских углов); b — ПЭМ-микрофотография поперечного сечения и картина дифракции электронов от тонкой пленки (ZnO/SiO₂)₂₅ с h_bl = 7.76 нм.
3. Экспериментальные результаты


3.1. Структура синтезированных пленок

На рис. 1, a приведены данные рентгеновской ди-фракции гетероструктур (ZnO/SiO₂)₂₅. В области углов

• 
  = 30−40^◦ на картинах рентгеновской дифракции тонких пленок (ZnO/SiO₂)₂₅ имеется один широкий максимум (рис. 1, a), положение которого соответствует
  

• 
  ≈ 34^◦ и не зависит от толщины бислоя. Положение и форма пика хорошо согласуются с положением рефлекса (002) ZnO, полученного в аналогичных условиях (верх-няя панель рис. 1, a) [12], что может свидетельствовать о том, что пленки (ZnO/SiO₂)₂₅ являются нанокристал-лическими.
  

Наличие брегговских пиков в области малых углов указывает на формирование периодической слоистой

На рис. 2 представлены результаты измерений элек-трического сопротивления синтезированной структуры от толщины бислоя h_bl . Измерения удельного электро-сопротивления при приложении электрического поля в направлении, параллельном плоскости слоев, показали, что проводимость пленок с увеличением толщины бис-лоя увеличивается, что является следствием небольшого уменьшения толщины прослойки SiO₂ и увеличения толщины прослойки ZnO.

Для установления основных механизмов проводи-мости в синтезированных пленках (ZnO/SiO₂)₂₅ были исследованы температурные зависимости электрическо-го сопротивления в диапазоне температур 77−300 K (рис. 2, b). Из рисунка видно, что зависимости ρ ∝ f (T ) имеют отрицательный температурный коэффициент со-противления (ТКС), что свойственно полупроводнико-вым материалам. С увеличением толщины бислоя h_bl ТКС в исследуемом температурном диапазоне умень-шается.

Полученные экспериментальные зависимости (рис. 2, b) для пленок (ZnO/SiO₂)₂₅ были перестроены

• 
  координатах ln(ρ) ∝ f (1/T ⁿ), где показатель n
  

принимал значения 1/4, 1/2, 1, а также ln(ρ) ∝ f (ln T )

• 
  (ρ) ∝ f ln(T ) . Анализ экспериментальных данных рис. 2, b показал, что в области температур 77−250 K удельное электрическое сопротивление удовлетвори-тельно описывается прямой линией в координатах
  

4^∗ Физика и техника полупроводников, 2019, том 53, вып. 11

1508