CC BY
50
Секция методов и средств экологического мониторинга водных районов
АНАЛИЗ ТОНКИХ ПЛЕНОК, ПОЛУЧЕННЫХ ГИДРОЛИЗОМ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ТЕТРАЭТОКСИСИЛАН
В.В. Петров, А.Н. Королев, Н.Ф. Копылова, Т.Н. Назарова
Таганрогский государственный радиотехнический университет
In this work thin films Si02(Sn02)Mex0y deposited on silicon substrates from film-form solutions are considered. The results of resistant and thickens measurements are presented.
Оксид олова (IV) является основным материалом для газочувствительных слоев химических сенсоров газа. Получение тонких пленок Sn02 возможно с помощью вакуумных и химических методов. Химические методы не требуют специального и сложного оборудования, используя их, можно варьировать химический состав пленок в широких пределах.
Пленки Sn02 могут быть получены из водно-спиртовых растворов хлоридов, гидроксидов и кремнийорганических соединений олова нанесением на различные подложки.
Целью данной работы является получение тонких пленок состава Si02 - Sn02 - МехОу (где Me - металл) гидролизом пленкообразующих растворов.
Пленкообразующие растворы состояли из ТЭОСа, спирта, бидисстиллирован-ной воды, НС1 или SnCl4. В некоторые растворы добавляли соли серебра. В качестве спиртов использовали этиловый, изобутиловый, изоамиловый спирты. Содержание всех компонентов в растворах было неизменным в соответствии с соотношением ТЭОС:(сгшрт + вода) - 1:7 по объему. Соли серебра добавляли в раствор из расчета 0,1% по массе. После смешивания компонентов растворы созревали в течение 6 часов при температуре 15 - 18°С. Созревание растворов наблюдалось по изменению вязкости. Хлорид олова также выполнял функции катализатора для ускорения процесса созревания растворов. После созревания весовым методом измерялась плотность растворов. Измерения показали, что плотность растворов, в состав которых входит этиловый спирт, имеющий меньшую молярную массу по сравнению с другими спиртами, была больше - до 4,390 г/мл. Наименьшую плотность имели растворы с добавками солей серебра - 3,900 - 4,260г/мл. Последнее говорит о процессах ком-плексообразования, которые происходят при созревании растворов, приготовленных на основе этилового спирта. Исследуемые пленки получали на кремниевых подложках, предварительно обезжиренных в кипящем изопропиловом спирте методом центрифугирования. Частота вращения центрифуги составляла (1 - 4)' 103 об/мин. После нанесения пленки высушивались при температуре 120 °С в течение 2-6 часов. В дальнейшем проводился термический отжиг при температурах 370 - 860 °С в течение 1 - 5 часов.
Полученные пленки оценивались визуально, измерялись их поверхностное сопротивление, толщина пленок и скорость травления в 10% растворе HF.
Визуально пленки имели ровную блестящую поверхность. Толщина пленки при прочих равных условиях коррелировала с плотностью раствора. Пленки большей толщины (0,05 -0,15 мкм) получались из растворов на основе этилового спирта. Это подтверждается измерением скорости травления полученных пленок.
Поверхностное сопротивление оценивалось с помощью тераомметра Е6-13А. Для проведения измерений на пленке формировались индиевые контакты. Измерения проходили на воздухе при комнатной температуре. Диапазон измеренных сопротивлений пленок находился в широких пределах - от 105 до 10п Ом-см. Величина сопротивления зависела от состава раствора и температуры отжига. Так, для пленок, полу-
Известия ТРТУ
Экология 2002 - море и человек
ченных из растворов "спирт+ТЭОС+НСГ\ поверхностное сопротивление возрастало при увеличении температуры отжига для растворов на основе изобутилового и этилового спиртов (107 - 10й Ом-см), а для пленок, полученных из растворов на основе изоамилового спирта, оно оставалось постоянным для всех температур отжига и составляло 105 Ом ■см. Как известно, из таких растворов формируются пленки Si02, имеющие аморфное или поликристаллическое строение, что зависит от температуры отжига. Увеличение поверхностного сопротивления пленок, полученных на основе растворов этилового и изобутилового спиртов, при увеличении температуры отжига объясняется улучшением структуры пленок Si02. В случае растворов на основе изоамилового спирта углерод, вероятно, не успевает полностью покинуть матрицу Si02, и его присутствие уменьшает сопротивление оксидной пленки.
В дальнейшем для получения пленок типа Si02+Sn02 были выбраны растворы на основе изобутилового спирта, так как полученные из этих растворов пленки Si02 имели поверхностное сопротивление на порядок выше (108 - ю" Ом-см) по сравнению с пленками, полученными из растворов с участием этилового спирта для всех температур отжига.
В раствор с изобутиловым спиртом вместо НС1 добавляли SnCl4 Пленки также получали центрифугированием, а в дальнейшем их отжигали в указанном температурном диапазоне. Поверхностное сопротивление полученных пленок было ниже, чем для пленок, не содержащих Sn02- (106 - Ю10) Ом-см, но оно возрастало при увеличении температуры отжига. Снижение поверхностного сопротивления можно объяснить тем, что оксид олова (IV) является полупроводником n-типа проводимости и его присутствие в структуре пленки увеличивает ее проводимость. Еще меньшим поверхностным сопротивлением обладали пленки, полученные из растворов с добавлением солей серебра 105 - 107 Ом-см. Кроме того, сопротивление пленок снижалось при увеличении температуры отжига. Последний результат может являться следствием легирования пленки Si02-Sn02 серебром.
Таким образом, нами получены пленки, имеющие сложный состав Si02-Sn02(-Mex0y). Поверхностное сопротивление пленок изменяется в широких пределах и зависит от состава растворов, из которых они получены, и температуры отжига. Следующим этапом является исследование их газочувствительных свойств.
ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
ТЕХНОЛОГИИ РЕЙДОВОЙ ПЕРЕВАЛКИ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ
В.Н. Седых, М.К. Григорьева, Т.Н. Дубовенко
Специальный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт,
г. Одесса
The tool researches of polluting substances allocated on air and water environment on a road mooring are carried spent. The definition of concentration of a dust boxites and soot was carried spent gravimetric by a method with subsequent chromatographic by the analysis. The tests of water intended for an estimation of pollution of water area on nine parameters.
Проведены инструментальные исследования качественных характеристик загрязняющих веществ, выделяющихся в воздушную и водную среду на рейдовом причале в районе порта Очаков при распаузке бокситов с крупнотоннажных судов. Установлено, что основными источниками загрязнения атмосферного воздуха и моря являются следующие:
