Рентгенодифракционные и электронно-микроскопические исследования металлооксидных пленок ZnO(S), полученных методом ультразвукового спрей-пиролиза

Аннотация

Получены образцы тонких пленок ZnO(S) толщиной примерно 400 нм, напыленных на кремниевую подложку методом ультразвукового спрей-пиролиза. Пленки имеют кристаллографическую ориентацию (001) со значениями параметров решетки а = b = 0,3265 нм и c = 0,5212 нм. Нанокристаллиты ZnO_1--хS_х на поверхности пленки имеют характерные размеры в пределах 50...200 нм. Экспериментально определен параметр решетки нанокристаллитов: 0,7598 нм. Установлено уменьшение параметров решетки пленки ZnO и геометрических размеров нанокристаллитов на поверхности пленки под влиянием γ-облучения. Определено, что кристаллическое строение нанокристаллитов соответствует кубической решетке и принадлежит пространственной группе F43m с параметром решетки 0,7692 нм. По данным сканирующей электронной микроскопии, диаметр нанокристаллитов составляет 50...200 нм, нанокристаллиты растут перпендикулярно к подложке вдоль оси z с кристаллографической ориентацией (111). Установлено, что влияние γ-облучения дозой 5 · 10⁶ рад позволяет уменьшить размеры нанокристаллитов и приводит к изменению их плотности и геометрической формы

Работа выполнена при поддержке Министерства инновационного развития Республики Узбекистан (грант № FZ-292154210)

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Зайнабидинов С.З., Юлдашев Ш.У., Бобоев А.Й. и др. Рентгенодифракционные и электронно-микроскопические исследования металлооксидных пленок ZnO(S), полученных методом ультразвукового спрей-пиролиза. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2024, № 1 (112), с. 78--92. EDN: GFUKHQ

Литература

[1] Panda S.K., Jacob. C. Preparation of transparent ZnO thin films and their application in UV sensor devices. Solid-State Electron., 2012, vol. 73, pp. 44--50. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sse.2012.03.004

[2] Георгобиани А.Н., Грузинцев А.Н., Волков В.Т. и др. Влияние отжига в радикалах кислорода на люминесценцию и электропроводность пленок ZnO:N. Физика и техника полупроводников, 2002, т. 36, № 3, с. 284--288.

[3] Liu W.W., Yao B., Zhang Z.Z., et al. Doping efficiency, optical and electrical properties of nitrogen-doped ZnO films. J. Appl. Phys., 2011, vol. 109, iss. 9, art. 093518. DOI: https://doi.org/10.1063/1.3579454

[4] Юлдашев Ш., Зайнабидинов С., Юнусалиев Н. Ультразвуковая технология получения и свойства пленок ZnO(S). Scientific Bulletin. Physical and Mathematical Research, 2022, № 2, с. 60--64.

[5] Рембеза С.И., Рембеза Е.С., Свистова Т.В. и др. Металлооксидные пленки: синтез, свойства и применение. Воронеж, ВГУ, 2018.

[6] Loginova M.V., Yakovlev V.I., Filimonov V.Y., et al. Formation of structural states in mechanically activated powder mixtures Ti + Al exposed to gamma irradiation. Lett. Mater., 2018, vol. 8, no. 2, pp. 129--134. DOI: https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-2-129-134

[7] Hусретов P.A. Электрические и оптические свойства пленок ZnO, легированных атомами азота. Дис. ... канд. физ.-мат. наук. Ташкент, ФТИ, 2011.

[8] Николаева Н.С., Иванов В.В. Синтез высокодисперсных форм оксида цинка: химическое осаждение и термолиз. Журнал Сибирского федерального университета. Химия, 2010, т. 3, № 2, с. 153--173.

[9] Klingshirin C. ZnO: From basics towards applications. PSS B, 2007, vol. 244, iss. 9, pp. 3027--3073. DOI: https://doi.org/10.1002/pssb.200743072

[10] Chikwenze R., Ezugwu S. Sulphur induced changes in the band gap energy and the transparency window of chemical bath deposited ZnO:S thin film. Chalcogenide Lett., 2015, vol. 12, no. 8, pp. 399--406.

[11] Nakamura S. Light emission movies into the blue. Phys. World, 1998, vol. 11, no. 2, pp. 31--35. DOI: https://doi.org/10.1088/2058-7058/11/2/31

[12] Khabibullaev P.K., Yuldashev Sh.U., Nusretov R.A. Electroluminescence of ZnO-based p--i--n structures fabricated by the ultrasound-spraying method. Dokl. Phys., 2007, vol. 52, no. 6, pp. 300--302. DOI: https://doi.org/10.1134/S102833580706002X

[13] Зайнабидинов С.З., Саидов А.С., Бобоев А.Й. и др. Структура, морфология и фотоэлектрические свойства гетероструктуры n-GaAs--p-(GaAs)_1--x(Ge₂)_х. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2022, № 1 (100), с. 72--87. DOI: https://doi.org/10.18698/1812-3368-2022-1-72-87

[14] Белоус А.И., Васильев Ю.Б., Оджаев В.Б. и др. Структурные и электрофизические параметры сильно легированных слоев кремния и-типа, создаваемых ионной имплантацией. Микроэлектроника, 2013, т. 42, № 1, с. 50--55. DOI: https://doi.org/10.7868/S0544126913010055

[15] Сетюков О.А., Самойлов А.И. Влияние юстировки рентгеновского дифрактометра на зависимость периода решетки от экстраполяционной функции Нельсона --- Райли. Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2011, т. 77, № 8, с. 34--36.

[16] Зайнабидинов С.З., Утамурадова Ш.Б., Бобоев А.Й. Структурные особенности твердого раcтвора (ZnSe)_1--x--y(Ge₂)_x(GaAs_1--δBi_δ)_y c различными нановключениями. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2022, № 12, с. 48--52. DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096022120342

[17] Губа С.К., Юзевич В.Н. Расчет поверхностных характеристик и давлений квантовых точек InAs в матрице GaAs. Физика и техника полупроводников, 2014, т. 48, № 7, с. 932--937.

[18] Дубровский В.Г. Теоретические основы технологии полупроводниковых наноструктур. СПб., ИТМО, 2019.

[19] Зайнабидинов С.З., Бобоев А.Й., Абдурахимов Д.П. Структурные особенности твердого раствора (GaAs)_1--x(Ge₂)_х с квантовыми нанообразованиями. ДАН, 2022, № 1, с. 22--25.

[20] Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н. и др. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М., Металлургия, 1982.