Поиск в базе сайта:
Удк 544. 032 Закономерности изменения оптических свойств наноразмерных пленок индия в результате термической обработки при т=723 К icon

Удк 544. 032 Закономерности изменения оптических свойств наноразмерных пленок индия в результате термической обработки при т=723 К




Скачать 34.97 Kb.
НазваниеУдк 544. 032 Закономерности изменения оптических свойств наноразмерных пленок индия в результате термической обработки при т=723 К
Дата конвертации23.08.2014
Вес34.97 Kb.
КатегорияТексты

УДК 544.032

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПЛЕНОК ИНДИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ Т=723 К

Цыплакова Е.Е.

Кафедра неорганической химии

Кемеровский государственный университет

(3842)58-06-05

epsur@kemsu.ru

Пленки различных неорганических материалов широко применяются в производстве полупроводниковых приборов, интегральных микросхем (ИМС), а также при изготовлении фотошаблонов — основного технологического инструмента микроэлектроники. Тонкие плёнки индия применяют для изготовления высококачественных зеркал, необходимых для астрономических приборов. Его используют как компонент легкоплавких сплавов, в термоограничителях, предохранителях, сигнальных устройствах, в радиационных контурах ядерных реакторов.

В настоящей работе представлены результаты цикла исследований, направленного на выяснение природы и закономерностей процессов, протекающих в условиях атмосферы при Т = 723 К в наноразмерных слоях индия в зависимости от толщины материала и времени теплового воздействия.

Образцы для исследований готовили методом термического испарения в вакууме (2∙10-3 Па) путем нанесения тонких пленок (2…20 нм) индия на подложки из стекла, используя вакуумный универсальный пост ВУП-5М. Подложками служили стекла от фотопластинок, которые подвергали предварительной обработке в концентрированной азотной кислоте, в растворе дихромата калия в концентрированной серной кислоте, в кипящей мыльной воде, промывали в дистиллированной воде и сушили. Обработанные подложки оптически прозрачны в диапазоне 300…1100 нм Образцы помещали на разогретую до соответствующей температуры фарфоровую пластину в муфельной печи «Тулячка-3П» и подвергали термической обработке в течение 1…50 мин. в атмосферных условиях. Регистрацию эффектов до и после термической обработки исследуемых образцов осуществляли спектрофотометрическим (в диапазоне длин волн 190…1100 нм, используя спектрофотометр «Shimadzu UV-1700») методом.

В результате исследований оптических свойств тонких слоев индия, нанесенных на стеклянные подложки до, в процессе и после термической обработки в атмосферных условиях, было установлено, что спектры поглощения пленок индия до термообработки существенно зависят от их толщины. В исследуемом диапазоне длин волн на спектральных кривых поглощения и отражения для всех исследованных образцов можно выделить характерные для индия полосы (в частности – максимум поглощения при λ 450 нм). По мере уменьшения толщины пленок индия на спектральных кривых отражения и поглощения постепенно перестают проявляться характерные для индия полосы. Для пленок индия толщиной (d2нм) наблюдается бесструктурное поглощение и отражение.

В результате термической обработки пленок индия при температуре Т = 723К в атмосферных условиях спектры поглощения образцов претерпевают существенные изменения. Причем, наблюдаемые изменения спектров поглощения, после термической обработки образцов в значительной степени зависят от первоначальной толщины пленок и времени термообработки.

На рисунке 1 в качестве примера приведены спектры поглощения пленки индия толщиной d = 23 нм до и после термической обработки при Т = 723 К. Видно, что термическая обработка приводит к существенным изменениям вида спектральных кривых поглощения образцов.



Рис. 1. Спектры поглощения пленки In толщиной (d=23 нм) до и после термической обработки Т=723К: 1) без термообработки; 2) 1 мин; 3) 5 мин; 4) 6 мин; 5) 7 мин; 6) 8,5 мин; 7) 10 мин; 8) 11,5 мин; 9) 13 мин; 10) 15 мин; 11) 20 мин; 12) 30 мин; 13) 50 мин.
Установлено, что с увеличением, в интервале = 330…450 нм, и уменьшением, в интервале = 450…1100 нм, оптической плотности образца, формируется спектр поглощения нового вещества. Была оценена ширина запрещенной зоны E ≈ 3,5 эВ, которая совпадает с шириной запрещенной зоны оксида индия (III). Таким образом, установлено, что основным продуктом взаимодействия наноразмерных пленок индия с ингредиентами окружающей среды является оксид индия.

Для выяснения закономерностей протекания процесса взаимодействия пленок индия с активными ингредиентами окружающей среды были рассчитаны и построены кинетические зависимости степени превращения α=() при различных длинах волн.

На рис. 2 в качестве примера приведены кинетические кривые степени превращения пленок индия при 723 К в зависимости от первоначальной толщины образцов.



Рис. 2. Зависимость степени превращения от толщины пленок индия при 723 К: 1) 3, 2) 12, 3) 16, 4) 23 нм
В результате обработки спектров поглощения было установлено, что степень термического превращения пленок индия зависит от первоначальной толщины и времени термической обработки. Для пленок индия толщиной (d23 нм) при температуре Т = 723 К степень превращения достигает единицы за t = 5…10 мин.
Научный руководитель – к.х.н., доцент Шурыгина Л.И.; магистрант Еремеева Г.О.

Похожие:




©fs.nashaucheba.ru НашаУчеба.РУ
При копировании материала укажите ссылку.
свазаться с администрацией