Рентгеноструктурные исследования тонких пленок на основе смешанных оксидов Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Секция химии и экологии

Схема 2

4а,Ь с

УДК 539.217.5:546.28

Т.Н. Назарова, Е.В. Полянская

РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ СМЕШАННЫХ ОКСИДОВ

Тонкие пленки были получены золь-гель методом из растворов тетраэтокси-силана с добавлением соединений олова и серебра в различном соотношении. Пленочные образцы отжигались при температурах 623 и 873 ^

Рентгеноструктурный анализ показал наличие в отожженных пленках кристаллических модификаций оксидов серебра и олова. Было выявлено, что при тем-623 , ,

образуются оксиды серебра Ag2Oз, Ag2O, Ag4SЮ4 и олова SnO, SnзO4 и SnO2. При повышении температуры отжига структура пленки упорядочивается и наряду с диоксидом кремния преобладающими являются SnO2 и Ag2O, как наиболее энергетически устойчивые формы.

Анализ соотношения Sn/Ag в пленке и в соответствующем пленкообразующем растворе показывает, что при малых температурах отжига структура пленки является неупорядоченной и зависимость соотношения элементов в исходном растворе и в пленке не удается четко установить. При высоких температурах отжига зависимость между соотношением элементов в растворе и в пленке носит линейный характер (рис.1).

Рис.1. Зависимость соотношения Sn/Ag в пленке от соотношения Sn/Ag в исходном пленкообршующ ем растворе

Известия ТРТУ

Специальный выпуск

Снижение величины соотношения Бп/Л§ при температуре отжига 873К, говорит о том, что оксиды олова кристаллизуются при более низких, а оксиды серебра при более высоких температурах отжига.

УДК 539.217.5

В.В. Петров

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ЭНЕРГИЮ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЛЕКУЛ ГАЗА С ПОВЕРХНОСТЬЮ ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ОКСИДНОГО

МАТЕРИАЛА

Работа полупроводниковых сенсоров газа основывается на реакциях взаимодействия анализируемых молекул (СО, N0^ КН3, Н28, С2Н5ОН) с поверхностью пленочного газочувствительного материала (ГЧМ). Механизм поверхностных реакций во многом еще не исследован. В данной работе показано влияние поверхностного электрического поля на энергию взаимодействия молекул газов с поверхностью оксидных ГЧМ.

, -ционные центры: адсорбированные ОН-^ группы и ионы 02" (при Т= 50-2500С),

и ионы атомарного кислорода О2- и О- (при Т=250-400°С), которые создают на поверхности сильное электрическое поле Е величиной (1-7)*107В/см. Молекулы газа

,

и заряженным адсорбционным центром раа можно оценить с помощью выражения

е ■ V -а О = - N---------------—

а 2 ’

где е - заряд электрона; V - валентность иона адсорбента; ц - дипольный момент молекулы адсорбата; 20 - равновесное расстояние, равное сумме Ван-дер-ваальсовых радиусов молекул адсорбата и иона адсорбента; N3 - число Авогадро.

Поверхностное электрическое поле индуцирует в молекулах газа дополнительный дипольный момент (хи=а*Е, что приводит к увеличению энергии взаимодействия адсорбат - адсорбент Оаа . В таблице представлены некоторые параметры молекул газов и результаты расчетов.

Молекула СО да2 NHз С2Н50Н

ц, Б 0,119 0,29 - 0,33 1,44 - 1,53 0,93 - 1,1 1,63 - 1,7

Радиус молекулы, нм 0.333 0.319 0.307 0.339 0.405

Поляризуемость, а, см3 х10-24 2.0 ~ 1.8 2.4 3.6 5.6

-Оаа, кДж/мОЛЬ 12,1 31 - 35 161 - 171 92 - 109 128 - 134

ци при Е=3*107В/см, Б 0,2 0,18 0,24 0,34 0,56

- °аа кДж/моль 34 52 - 56 196 - 206 134 - 151 182 - 188