Czasopismo | ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA | Rocznik 2016 - zeszyt 7

Wpływ składu materiałowego cienkich warstw HfO2-TiO2 na ich właściwości strukturalne oraz optyczne

10.15199/13.2016.7.2

nr katalogowy: 99866
10.15199/13.2016.7.2

W pracy przedstawiono wyniki badania wpływu składu materiałowego cienkich warstw HfO2-TiO2 na ich właściwości strukturalne oraz optyczne. Cienkie warstwy tlenków TiO2 i HfO2 oraz ich mieszanin zostały wytworzone za pomocą rozpylania magnetronowego. Zmiana składu materiałowego cienkich warstw miała znaczący wpływ na właściwości strukturalne, powierzchni oraz optyczne. Wytworzone cienkie warstwy z wyjątkiem (Hf0.55Ti0.45)Ox były nanokrystaliczne o średnim rozmiarze krystalitów około 7-11 nm. Obrazy otrzymane przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego potwierdziły, że cienkie warstwy zbudowane były z ziaren o różnych kształtach oraz rozmiarach z wyjątkiem powłoki, która w mieszaninie miała największą ilość domieszki Ti. Badania przedstawione w pracy pokazały zmianę współczynnika transmisji światła wraz ze wzrostem zawartości TiO2 w mieszaninach. Zaobserwowano także przesunięcie długości fali odcięcia w stronę fal dłuższych oraz wzrost wartości współczynnika załamania światła. Słowa kluczowe: TiO2, HfO2, mieszaniny tlenków, powłoki optyczne, rozpylanie magnetronowe, właściwości strukturalne, właściwości optyczne.Cienkie warstwy na bazie tlenków metali przejściowych, należące do 4 grupy układu okresowego pierwiastków są obiektem zainteresowań badaczy z uwagi na wiele pożądanych właściwości. Powłoki cienkowarstwowe na bazie tlenków tytanu (TiO2) i hafnu (HfO2) charakteryzują się między innymi wysoką odpornością termiczną, chemiczną oraz mechaniczną, a także przezroczystością dla światła w szerokim zakresie spektralnym [1-4]. Zainteresowanie dwutlenkiem hafnu związane jest z jego właściwościami optycznymi oraz elektrycznymi. Materiał ten charakteryzuje się dużą wartością względnej przenikalności elektrycznej (ε~25), dużą przerwą energetyczną (Eg~5.5eV), a także wysokim współczynnikiem załamania światła (n~2) [2-7[...]

Bibliografia

[1] Al-Kuhaili M.F., 2004, Optical properties of hafnium oxide thin films and their application in energy-efficient windows, Optical Materials, vol. 27, s. 383-387.
[2] V argas M. i in., 2014, Structure and optical properties of nanocrystalline hafnium oxide thin films, Optical Materials, vol. 37, s. 621-628.
[3] P. Jin i in., 2015, Deposition power modulated optical and electrical properties of sputtering-derived HfTiOx gate dielectrics, Journal of Alloys and Compounds, vol. 649, s. 128-134.
[4] Choi K.H. i in., 2012, Structural and optical properties of electrohydrodynamically atomized TiO2 nanostructured thin films, Applied Physics A, vol. 107, s. 715-722.
[5] Tan T., i in., 2010, Structure and optical properties of HfO2 thin films on silicon after rapid thermal annealing, Optical Materials, vol. 32, s. 432-435.
[6] V argas M. i in., 2014, Tailoring the index of refraction of nanocrystalline hafnium oxide thin films, Applied Physics Letters, vol. 104, s. 101907-5.
[7] Jiang H., i in., 2010, Electronic band structure of zirconia and hafnia polymorphs from the GW perspective, Physical Review B, vol. 81, s. 085119.
[8] Bright T.J., i in., 2012, Optical properties of HfO2 thin films deposited by magnetron sputtering: from the visible to the far-infrared, Thin Solid Films, vol. 520, s. 6793-6802.
[9] Jena S. i in., 2015, Effect of O2/Ar gas flow ratio on the optical properties and mechanical stress of sputtered HfO2 thin films, Thin Solid Films vol. 592, s. 135-142.
[10] Lin S.S. i in., 2015, Effects of substrate temperature on properties of HfO2, HfO2:Al and HfO2:W films, Surface & Coatings Technology, vol. 271, s. 269-275.
[11] Martinez F.L., i in., 2007, Optical properties and structure of HfO2 thin films grown by high pressure reactive sputtering, Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 40, s. 5256-5265.
[12] Dorian A.H., i in., 2011, Review of the anatase to rutile phase transformation, Journal Materials Science, vol. 46, s. 855-874.
[13] Prabitha B., i in., 2011, Effect of RF power and sputtering pressure on the structural and optical properties of TiO2 thin films prepared by RF magnetron sputtering, Applied Surface Science, vol. 257, s. 10869-10875.
[14] Zhang J.W., i in, 2014, Microstructure optimization and optical and interfacial properties modulation of sputtering-derived HfO2 thin films by TiO2 incorporation, Journal of Alloys and Compounds, vol. 611, s. 253-259.
[15] Mazur M., i in., 2015, Investigation of microstructure, micro-mechanical and optical properties of HfTiO4 thin films prepared by magnetron co-sputtering, Materials Research Bulletin, vol. 72, s. 116-122.
[16] Mazur M., i in., 2015, Effect of Nd doping on structure and improvement of the properties of TiO2 thin films, Surface and Coatings Technology, vol. 270, s. 57-65.
[17] Domaradzki J, i in., 2006, Characterization of nanocrystalline TiO2-HfO2 thin films prepared by low pressure hot target reactive magnetron sputtering, Surface and Coatings Technology, vol. 200, s. 6283-6287.
[18] Twu M.J., i in., 2015, Properties of TiO2 films deposited on flexible substrates using direct current magnetron sputtering and using high power impulse magnetron sputtering, Polymer Degradation and Stability, vol. 117, s. 1-7.
[19] Cisneros-Morales M.C., i in., 2011, Intrinsic metastability of orthorhombic HfTiO4 in thin film hafnia-titania, Applied Physics Letters, vol. 98, s. 051909.
[20] Okamoto H., Hf-T (Hafnium-Titanium), Journal of Phase Equilibria, vol. 18, nr 6, 1997, s. 672.
[21] Panneerselvam G. i in., 2012, Thermophysical properties of hafnium titanate, Ceramics International, vol. 38, s. 5219-5222.

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

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 99866 "Wpływ składu materiałoweg..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - e-zeszyt (pdf) 2016-7 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

2016-7

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma