Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2026, выпуск 5 » Статья стр. 763
<<<>>>
Оптические свойства тонких слоев TiO2, выращенных методом атомно-слоевого осаждения
Порцель Л.М.1, Рябко А.А.1, Максимов А.И.2, Бобков А.А.2, Большаков В.О.1, Лодыгин А.Н.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2СПбГЭТУ " ЛЭТИ", Санкт-Петербург, Россия
Email: leonid.portsel@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 7 мая 2026 г.
В окончательной редакции: 12 мая 2026 г.
Принята к печати: 15 мая 2026 г.
Выставление онлайн: 27 июня 2026 г.
PDF версия
Исследованы изменения морфологии и оптических свойств тонких слоев диоксида титана (TiO2) в процессе отжига при температурах 350 и 500 oC. Слои толщиной 20 и 40 nm наносились на n-Si методом атомно-слоевого осаждения (ALD). Топография слоев изучалась с помощью атомно-силовой микроскопии. Оптические константы TiO2 определялись методом спектральной эллипсометрии. Отжиг образцов при температуре T=500 oC приводил к изменению как морфологии слоев, так и спектральных зависимостей показателя преломления n и коэффициента экстинкции k материала. Указанные изменения связаны с образованием в аморфном слое TiO2 включений кристаллической фазы, предположительно анатаза. Ширина оптической запрещенной зоны Eg определялась методом анализа спектральной зависимости производной от логарифма коэффициента поглощения. Было установлено, что Eg слоев TiO2 толщиной 40 и 20 nm составляет 3.5 и 3.6 eV соответственно. Обсуждался вопрос о применении графиков Тауца для определения ширины запрещенной зоны в тонких слоях TiO2. Рассматривалась возможности использования метода ALD для получения тонких слоев TiO2 в качестве электронно-транспортного слоя перовскитных солнечных элементов. Ключевые слова: диоксид титана, метод ALD, атомно-силовая микроскопия, спектральная эллипсометрия.
  1. Q. Fatima, A.A. Haidry, H. Zhang, A. El Jery, M. Aldrdery. Mater. Today Sustainability 27, 100857 (2024). https://doi.org/10.1016/j.mtsust.2024.100857
  2. R. Singh, I. Ryua, H. Yadav, J. Park, J.W. Jo, S. Yimb, J.-J. Lee. Solar Energy 185, 307 (2019). https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.04.066
  3. C. Chen, Y. Cheng, Q. Dai, H. Song. Sci. Rep. 5, 1, 1 (2015). https://doi.org/10.1038/srep17684
  4. S.S. Mali, C.K. Hong, A.I. Inamdar, H. Im, S.E. Shim. Nanoscale 9, 9, 3095 (2017). https://doi.org/10.1039/c6nr09032j
  5. H. Lee, M.Y. Song, J. Jurng, Y.-K. Park. Powder Technology 214, 1, 64 (2011). https://doi.org/10.1016/j.powtec.2011.07.036
  6. R.L. Puurunen. J. Appl. Phys. 97, 12, 121301 (2005). https://doi.org/10.1063/1.1940727
  7. S.M. George. Chem. Rev. 110, 1, 111 (2010). https://doi.org/10.1021/cr900056b
  8. A.E. Shalan, S. Narra, T. Oshikiri, K. Ueno, X. Shi, H. Wu, M.M. Elshanawany, E.W.-G. Diau, H. Misawa. Sustainable Energy Fuels 1, 7, 1533 (2017). https://doi.org/10.1039/c7se00220c
  9. V. Zardetto, F. di Giacomo, H. Lifka, M.A. Verheijen, C.H.L. Weijtens, L.E. Black, S. Veenstra, W.M.M. Kessels, R. Andriessen, M. Creatore. Adv. Mater. Interfaces 5, 9, 1701456 (2018). https://doi.org/10.1002/admi.201701456
  10. I.S. Kim, R.T. Haasch, D.H. Cao, O.K. Farha, J.T. Hupp, M.G. Kanatzidis, A.B.F. Martinson. ACS Appl. Mater. Interfaces 8, 37, 24310 (2016). https://doi.org/10.1021/acsami.6b07658
  11. D. Nevcas, P. Klapetek. Centr. Eur. J. Phys. 10, 1, 181 (2012). https://doi.org/10.2478/s11534-011-0096-2
  12. N.E. Richey, C. de Paula, S.F. Bent. J. Chem. Phys. 152, 4, 040902 (2020). https://doi.org/10.1063/1.5133390
  13. I.K. Piltaver, R. Peter, I. vSaric, K. Salamon, I.J. Badovinac, K. Koshmak, S. Nannarone, I.D. Marion, M. Petravic. Appl. Surf. Sci. 419, 564 (2017). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.04.146
  14. H.K. Chung, S.O. Won, Y. Park, J.-S. Kim, T.J. Park, S.K. Kim. Appl. Surf. Sci. 550, 149381 (2021). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.149381
  15. S. Sugapriya, R. Sriram, S. Lakshmi. Optik 124, 21, 4971 (2013). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2013.03.040
  16. R. Khan, H. Ali-Loytty, J. Saari, M. Valden, A. Tukiainen, K. Lahtonen, N.V. Tkachenko. Nanomater. 10, 8, 1567 (2020). https://doi.org/10.3390/nano10081567
  17. J. Saari, H. Ali-Loytty, K. Lahtonen, M. Hannula, L. Palmolahti, A. Tukiainen, M. Valden, J. Phys. Chem. C 126, 36, 15357 (2022). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c04905
  18. Р. Аззам, Н. Башара. Эллипсометрия и поляризованный свет. Мир, М. (1981). [R.M.A. Azzam, N.M. Bashara. Ellipsometry and Polarized Light. North-Holland Publ. Co., Amsterdam--NY--Oxford (1977).]
  19. A.R. Forouhi, I. Bloomer. Phys. Rev. B 38, 3, 1865 (1988). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.38.1865
  20. G.E. Jellison Jr, F.A. Modine. Appl. Phys. Lett. 69, 3, 371 (1996). https://doi.org/10.1063/1.118064
  21. W. Shimizu, S. Nakamura, T. Sato, Y. Murakami. Langmuir 28, 33, 12245 (2012). https://doi.org/10.1021/la3015139
  22. A. Jolivet, et al. Appl. Surf. Sci. 608, 155214 (2023). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.20 22.155214
  23. C.R. Ottermann, K. Bange. Thin Solid Films 286, 1-2, 32 (1996). https://doi.org/10.1016/S0040-6090(96)08848-7
  24. M. Laube, F. Rauch, C. Ottermann, O. Anderson, K. Bange. Nucl. Instrum. \& Meth. Phys. Res. B 113, 1-4, 288 (1996). https://doi.org/10.1016/0168-583X(95)01331-8
  25. A. Bendavid, P.J. Martin, H. Takikawa. Thin Solid Films 360, 1-2, 241 (2000). https://doi.org/10.1016/S0040-6090(99)00937-2
  26. Н. Мотт, Э. Дэвис, Электронные процессы в некристаллических веществах. Мир (1974). [N.F. Mott, E.A. Davis. Electronic Processes in Non-Crystalline Materials. Clarendon-Press, Oxford (1971).]
  27. J. Tauc, R. Grigorovici, A. Vancu. Physica Status Solidi 15, 2, 627 (1966). https://doi.org/10.1002/pssb.19660150224
  28. E. Davis, N. Mott. Philos. Mag.: J. Theor. Experiment. Appl. Phys. 22, 179, 0903 (1970). https://doi.org/10.1080/14786437008221061
  29. B.D. Viezbicke, S. Patel, B.E. Davis, D.P. Birnie III. Physica Status Solidi B 252, 8, 1700 (2015). https://doi.org/10.1002/pssb.201552007
  30. J. Klein, L. Kampermann, B. Mockenhaupt, M. Behrens, J. Strunk, G. Bacher. Adv. Funct. Mater. 33, 47, 2304523 (2023). https://doi.org/10.1002/adfm.202304523
  31. D. Bhattacharyya, S. Chaudhuri, A.K. Pal. Vacuum 43, 4, 313 (1992). https://doi.org/10.1016/0042-207X(92)90163-Q
  32. M. Landmann, T. Kohler, S. Koppen, E. Rauls, T. Frauenheim, W.G. Schmidt. Phys. Rev. B 86, 6, 064201 (2012). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.86.064201

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme