Czasopismo | ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA | Rocznik 2017 - zeszyt 7

Właściwości antystatyczne nanokrystalicznych cienkich warstw na bazie tlenków tytanu i kobaltu

Investigation of antistatic properties of nanocrystalline thin films based on titanium and cobalt oxides

10.15199/13.2017.7.3

nr katalogowy: 107672
10.15199/13.2017.7.3

Streszczenie

W pracy przeanalizowano właściwości cienkich warstw mieszanin tlenków TiO2-CoO. Warstwy zostały naniesione na podłoża SiO2 metodą rozpylania magnetronowego z wykorzystaniem wielotargetowego stanowiska. Zastosowanie metody modulacji szerokości impulsu (ang. Pulse Width Modulation) dla targetu kobaltowego miało wpływ na otrzymane rezultaty badań. Zastosowane zostały różne profile zmian współczynnika PWM, tj. o kształcie liniowym, V oraz U. Mikrostruktura warstw określona została na podstawie dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) a skład materiałowy za pomocą mikroanalizy rentgenowskiej (EDS). Badania XRD wykazały, że warstwy naniesione z profilem liniowego narostu PWM oraz z profilem typu V były amorficzne. Dla zmiany PWM w kształcie litery U uzyskano nanokrystaliczną warstwę o strukturze rutylu. Badania EDS wykazały z kolei, że otrzymane warstwy będące mieszaniną tlenków tytanu i kobaltu mają bardzo zbliżony skład. Właściwości antystatyczne określone zostały na podstawie pomiaru czasu rozpraszania ładunku zgromadzonego na powierzchni warstwy. W celach porównawczych zbadana została również pojedyncza warstwa TiO2. Zastosowanie mieszaniny tlenków pozwoliło na uzyskanie znacznie krótszych czasów rozpraszania. Zastosowanie gradientu rozmieszczenia pierwiastków w warstwie spowodowało zróżnicowanie czasów rozpraszania dla mieszanin tlenków. Jedynie warstwa naniesiona z profilem PWM w kształcie litery U była antystatyczna. Zmierzona została również rezystancja powierzchniowa dla wszystkich próbek. Zastosowanie mieszanin TiO2-CoO spowodowało zmniejszenie rezystancji w stosunku do TiO2, a zmiany PWM spowodowały ponadto różnice w rezystancji dla warstw będących mieszaniną tlenków tytanu i kobaltu.

Abstract

In this work properties of mixed oxides films based on TiO2-CoO were analyzed. Coatings were deposited on SiO2 substrates by magnetron sputtering with the use of multitarget stand. Application of Pulse Width Modulation (PWM) method for cobalt target influenced on obtained results. Various types of PWM profiles were applied, i.e. linear, V- and U-shape. Microstructure of thin films were determined based on x-ray diffraction (XRD), while the material composition was assessed by x-ray microanalysis (EDS). XRD measurements showed that thin films deposited with linear and V-shape of PWM profiles were amorphous, whereas these of U-shape had nanocrystalline rutile structure. EDS research revealed that deposited coatings had very similar overall material composition. Antistatic properties as ability to dissipate static electricity were investigated. Additionally, udnoped TiO2 were measured in the same experimental conditions and collected results were compared with those for composite coatings in relation to their antistatic properties. Composite thin films dissipated static electricity a lot faster than TiO2 layer. Sheet resistance was also measured. Thin films based on TiO2-CoO had lower resistance as-compared to TiO2. Various shape of PWM profiles used in magnetron sputtering processes caused differences in sheet resistance of composite thin films.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Chubb J., (2010) Electrical Engineering Developments : An Introduction to Electrostatic Measurements.
[2] Kawamoto H., Shibata T., (2015) Electrostatic cleaning system for removal of sand from solar panels, Journal of Electrostatics 73, 65-70.
[3] Semenov O., Sarbishaei H., Sachdev M., (2008) ESD Protection Device and Circuits Design for Advanced CMOS Technology.
[4] Mazur M., Prociow E., Domaradzki J., Kaczmarek D., Karnicka M., Bieliński L., (2010) Humidity influence on antistatic properties of optical coatings, 33rd Int. Spring Seminar on Electronics Technology, s. 30-34.
[5] Ohishi T., (2003) Preparation and properties of anti-reflection/ anti-static thin films formed on organic film by photo-assisted solgel method, Journal of Non-Crystalline Solids 332, 87-92.
[6] Kim N.Y., Son Y.B., Oh J.H., Hwangbo C.K., Park M.C., (2000) TiNx layer as an antireflection and antistatic coating for display, Surface and Coatings Technology 128-129 156-160.
[7] Burcham T., Laboy-Rush D., (2006) Flexible, multi-application probing solution in 150-mm wafer environments, RF Design.
[8] Chubb J., Walmsley H., (2010) Analysis of long corona charge decay times, Journal of Electrostatics 68, s. 284-286.
[9] Markarian J., (2008) New developments in antistatic and conductive additives, Plastic Additives & Compunding, vol.10, nr 5.
[10] Mazur M., (2014) Badania i analiza właściwości cienkich warstw TiO2 domieszkowanych neodymem jako powłok wielofunkcyjnych, Praca doktorska, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki.
[11] Ono H., Ohasawa A., Tabata Y., (2003) New method for evaluating antistatic effect in floor coverings, Journal of Electrostatics 57, 355-362.
[12] Wang H., Xie G., Fang M., Ying Z., Tong Y., Zeng Y., (2015) Electrical and mechanical properties of antistatic PVC films containing multi-layer graphene , Composites Part B 79 444-450.
[13] Chubb J., 2008 ,User Manual: JCI 191 Controlled Humidity Test Chamber, nr 11.
[14] Chubb J., 2008 ,User Manual: JCI 176 Charge Measuring Sample Support, nr 10.
[15] Chubb J., 2009 ,User Manual: JCI 155v5 Charge Decay Test Unit.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 107672 "Właściwości antystatyczne..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - e-zeszyt (pdf) 2017-7 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	35.00 zł

Prenumerata

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

420.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna	528.00 zł brutto 488.89 zł netto 39.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

570.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)

636.00 zł

Zeszyt

2017-7

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma