Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ХРОМА НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДА ВОЛЬФРАМА (VI)'

ВЛИЯНИЕ ХРОМА НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДА ВОЛЬФРАМА (VI) Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
20
3
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Ползуновский вестник
ВАК
RSCI
Область наук
Ключевые слова
НАНОРАЗМЕРНЫЕ ПЛЕНКИ / ТЕРМОПРЕВРАЩЕНИЯ / ГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Заиконникова Т. М., Кожухова Т. Ю.

Методами оптической спектроскопии, микроскопии, гравиметрии исследованы превращения в наноразмерных системах Cr-WO3 в зависимости от толщины пленок Cr и WO3, температуры и времени термообработки. Предложена модель термического превращения пленок WO3 в системах Cr-WO3, формирование в процессе приготовления пленки WO3 центра ([(Vа)++ е]), преобразование его при создании систем Cr-WO3 в центр ([е (Vа)++ е]).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ХРОМА НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДА ВОЛЬФРАМА (VI)»

2.Индутный И.З., Костышин М.Т., Касярум О.П. и др. Фотостимулированные взаимодействия в структурах металл - полупроводник. [текст]/ И.З. Индутный, М.Т. Костышин, О.П. Касярум - Киев: Наукова думка, 1992. 240 с.

3.Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. [текст]/ Ч. Пул, Ф. Оуэнс - М.: Техносфера, 2006. - 336 с.

4.Стриха В.И., Бузанева Е.В. // Физические основы надежности контактов металл-полупроводник в интегральной электронике. [текст]/ В.И. Стриха, Е.В. Бузанева - М.: Радио и связь, 1987. 254 с.

5.Кубашевский, О., Гопкинс, Б. Окисление металлов и сплавов [текст]/О. Кубашевский, Б. Гопкинс. - М.: «Металлургия», 1865. - 79 с., 307 с.

6.Томашов, Н.Д. Теория коррозии и защиты металлов - М.: «Изд. АН СССР», 1960. - 592 с.

7.Борисова Н.В., Суровой Э.П., Титов И.В. // Формирование систем «медь-оксид меди (1)» в процессе термической обработки пленок меди Ма

УДК 620.22:621:539.3

териаловедение. 2006. № 7. С. 16 -21.

8.Борисова Н.В., Суровой Э.П. Закономерности формирования наноразмерных систем «алюминий-оксид алюминия» в процессе термической обработки пленок алюминия // Коррозия: материалы, защита. 2007. № 6. С. 13 -18.

9.Surovoy E.P., Borisova N.V., Titov I.V. Investigation of Energy Action Influence on WO3(MoO3) -Metall Systems // Известия вузов. Физика. 2006. № 10. Приложение. С. 338 -341.

10.Суровой Э.П., И.В. Титов, Бугерко Л.Н. Исследование состояния поверхности азидов свинца, серебра и таллия в процессе фотолиза методом КРП // Материаловедение. 2005. № 7. С. 15 - 20.

11.Барре П. Кинетика гетерогенных процессов. М.: Мир, 1976. 400 с.

12.Волькенштейн Ф.Ф. Физико - химия поверхности полупроводников. М.: Наука, 1972. 399 с.

ВЛИЯНИЕ ХРОМА НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДА

ВОЛЬФРАМА (VI)

Т.М. Заиконникова, Т.Ю. Кожухова

Методами оптической спектроскопии, микроскопии, гравиметрии исследованы превращения в наноразмерных системах ^^03 в зависимости от толщины пленок ^ и WO3, температуры и времени термообработки. Предложена модель термического превращения пленок WO3 в системах 03, формирование в процессе приготовления пленки WO3 центра ([^^ е]), преобразование его при создании систем ^^03 в центр ([е ^^ е]).

Ключевые слова: наноразмерные пленки, термопревращения, гетерогенные системы.

ВВЕДЕНИЕ

Изучение закономерностей процессов в гетерогенных системах представляет для физики и химии твердого тела многосторонний интерес [1-4]. Постановка подобных исследований с гетерогенными наноразмерны-ми системами, наряду с их технической актуальностью, может быть полезным инструментом для выяснения механизма процессов превращений в твердых телах [4]. Хром, оксид вольфрама (VI) и материалы на их основе благодаря комплексу положительных свойств широко применяются в различных областях науки, техники, промышленности и, как следствие, привлекают внимание исследователей различного профиля [1-4].

В настоящей работе приведены результаты исследований закономерностей и природы процессов, протекающих в условиях атмосферы в индивидуальных и двухслойных наноразмерных слоях оксида вольфрама (VI

и хрома различной толщины в зависимости от температуры и времени термообработки.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Образцы для исследований готовили методом термического испарения в вакууме (2-10" Па) путем нанесения тонких слоев Сг (10-185 нм) и WO3 (2-60 нм) на подложки из стекла, используя вакуумный универсальный пост «ВУП-5М». Двухслойные системы Сг^03 готовили путем последовательного нанесения слоев W03 на слой Сг (предварительно нанесенный на подложку из стекла). В качестве испарителя использовали лодочки, изготовленные из молибдена и тантала толщиной d = 310-4 м. Подложками служили стекла от фотопластинок, которые подвергали предварительной обработке в растворе дихромата калия в концентрированной серной кислоте, промывали в дистиллированной воде и сушили [5,11]. Обработанные подложки оптически прозрачны в диапазоне

300-1100 нм. Толщину пленок WOз и Сг определяли спектрофотометрическим, эллип-сометрическим (лазерный эллипсометр «ЛЭФ-3М»), микроскопическим (интерференционный микроскоп «МИИ-4») и гравиметрическим (кварцевый резонатор) методами [5, 11]. Образцы подвергали термической обработке в сушильном шкафу «Тулячка 3П» в интервале температур 573-873 К. При этом образцы помещали на разогретую до соответствующей температуры фарфоровую пластину и подвергали термической обработке в атмосферных условиях. Регистрацию эффектов до и после термической обработки исследуемых образцов осуществляли гравиметрическим, микроскопическим и спектро-фотометрическим (в диапазоне длин волн 190-1100 нм, используя спектрофотометр «Shimadzu и^1700») методами. Измерения фотоЭДС (Ыф) проводили на высоковакуумном экспериментальном комплексе, включающем электрометрический вольтметр В7-30 [13]. В качестве источников излучения применяли ртутную (ДРТ-250) и ксеноновую (ДксШ-1000) лампы. Для выделения требуемого участка спектра использовали монохро-маторы МДР-2 и SPM-2, светофильтры. Контактную разность потенциалов (КРП) между пленками хрома, оксида вольфрама (VI) и электродом сравнения из платины измеряли, используя модифицированный метод Кельвина [14].

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В результате систематических исследований оптических свойств наноразмерных пленок WO3, Сг и двухслойных систем Сг^03 проведенных в настоящей работе и ранее было установлено, что спектры поглощения образцов до термической обработки в значительной степени зависят от толщины каждого из слоев W03 и Сг. При этом на спектрах поглощения систем Сг^03 проявляются полосы поглощения индивидуальных пленок W03 и Сг. На рис. 1 приведены представительные спектры поглощения систем Сг^03 с различной толщиной подслоев до термической обработки.

По мере увеличения толщины пленок хрома, при постоянной толщине пленок W03, наблюдается увеличение оптической плотности систем Сг^03 в диапазоне Л = 300-1100 нм. При увеличении толщины пленок W03, при постоянной толщине пленок хрома, оптическая плотность систем Сг^03

также возрастает, однако, при этом в большей степени проявляется полоса поглощения в коротковолновой области спектра (Л = 300-400 нм).

300 400 500 600 700 800 900 1000 А,нм

Рисунок 1 - Спектры поглощения систем Сг-W03 с различной толщиной подслоев: сС(Сг) = 185 (1), 160 (2), 150 (3), 137 (4), 106 (5), 64 (6), 76 (7), 24 (8); ^03) = 19 (1), 15 (2), 17 (3), 11 (4), 80 (5), 27 (6), 27 (7), 3 (8) нм

При анализе спектров зеркального отражения было установлено, что отражательная способность систем Сг^03 также зависит от толщины пленок хрома и оксида вольфрама (VI). По мере увеличения толщины пленок хрома (при постоянной толщине пленок W03) наблюдается увеличение отражательной способности системы Сг^03 во всем исследованном диапазоне длин волн (Л = 190-1100 нм).

Для выяснения возможного взаимодействия между пленками хрома и оксида вольфрама (VI) в процессе приготовления систем Сг^03 были сопоставлены экспериментальные спектры поглощения систем с рассчитанными спектрами поглощения, полученными суммированием при каждой длине волны значений оптической плотности индивидуальных пленок W03 и Сг аналогичной толщины. Рассчитанные и экспериментальные спектры поглощения всех исследованных систем Сг^03 не совпадают. На рис. 2 в качестве примера приведены экспериментальные спектры поглощения пленок W03, Сг, системы Сг^03 и рассчитанный спектр поглощения системы Сг^03. На экспериментальных кривых в коротковолновой области спектра в диапазоне Л = 300-420 нм с минимумом при X = 350 нм наблюдается уменьшение оптической плотности.

300 400 500 600 700 800 900 1000 Х,нм

Рисунок 2 - Экспериментальные (1, 3, 5) и рассчитанные (2, 4) спектры поглощения: Сг-W03 (1, 2), Сг (3), W03 (4, 5); d(Cr) = 66 нм, d(W03) = 36 нм

При термической обработке пленок Сг (толщиной d=10-185 нм) в длинноволновой области спектра (Л=400-1100 нм) имеет место уменьшение, а в коротковолновой (А. = 300-400 нм) увеличение оптической плотности. В процессе термической обработки оптическая плотность предварительно активированных наноразмерных пленок W03 (толщиной d=2-60 нм) в коротковолновой области спектра (А. = 300-400 нм с максимумом X = 350 нм) возрастает и, как следствие, наблюдается смещение края полосы собственного поглощения в длинноволновую область спектра, а в длинноволновой области спектра уменьшается. В результате термической обработки систем Сг^03 (приготовленных из пленок хрома и оксида вольфрама (VI) разной толщины) в интервале температур Т = 673-873 К в атмосферных условиях спектры поглощения и отражения образцов претерпевают существенные изменения. Причем, наблюдаемые изменения спектров поглощения и отражения, а также предельные значения оптической плотности после термической обработки образцов зависят от первоначальной толщины пленок Сг и W03, температуры и времени термообработки. По мере увеличения температуры, уменьшения толщины пленок оксида вольфрама (VI) и хрома при термообработке систем Cr-W03 в диапазоне Т = 673-873 К наблюдается увеличение эффектов изменения оптической плотности и уменьшение времени достижения ее предельного значения.

Для выяснения характера влияния пленок хрома на термические превращения в пленках оксида вольфрама (VI) в процессе термической обработки систем Сг^03 были

рассчитаны, построены и сопоставлены кинетические зависимости степени превращения а = / СО (где т - время термической обработки) пленок \Л/<Э3 (разной толщины), нанесенных на стеклянные подложки и пленки хрома, при различных температурах термообработки. Для расчета значений оптической плотности пленок W03 из экспериментальных спектров поглощения систем Сг^03 вычитали спектры поглощения индивидуальных пленок хрома до и в процессе термообработки их при разных температурах.

При построении кинетических кривых степени превращения воспользовались подходом предложенным в [5, 11, 15]. Спектры поглощения пленок W03 пересекаются в одной (изобестической) точке, в которой оптическая плотность не зависит от времени термической обработки. Слева и справа от изобестической точки поглощение (Аобр) зависит от времени термической обработки, а наблюдаемая оптическая плотность при определенном времени термической обработки будет складываться из поглощения, связанного с наличием центра Т1 (Ац1) и центра Т2 (Ац2):

Аобр = АЦ1 + АЦ2

Учитывая, что падающая по нормали на поверхность какой-либо системы световая волна от источника излучения, претерпевает зеркальное отражение, рассеяние, поглощение и пропускание для расчета истинного вызванного поглощением света в веществе значения оптической плотности воспользовались уравнением:

Аобр = А + 1д(1 - К)

где А - измеряемое в реальных условиях на спектрофотометре полное значение оптической плотности, включающее несколько составляющих

А = Аобр + Аотр + Арас

где Аобр - значение оптической плотности образца; А отр - значение оптической плотности, обусловленное потерями на зеркальное отражение света поверхностью образца; Арас -значение оптической плотности, обусловленное потерями на диффузное рассеяние света поверхностью образца.

Итоговое выражение для определения степени термического превращения центра Т1 в центр Т2:

а = (Ащ1 - Аобр) / (Ащ1 - АЦ21), где Ац2 , Ац1 - предельные оптические плотности при максимальной и минимальной концентрации центров Т1.

Рисунок 3. Степень превращения центра 1 наноразмерных пленок оксида вольфрама (VI) в системах Cr-W03 (1, 3) и в пленках W03 (2, 4) (сС(Сг) = 65 нм, с((М03) = 32 нм) при разных температурах: 1,2 - 773 К, 3,4 - 673 К

Было установлено, что степень превращения центра Т1 пленок W03 в системах Сг^03 зависит от первоначальной толщины пленок W03 и Сг, температуры и времени термической обработки. По мере увеличения времени термообработки степень превращения центра Т1 пленок W03 в системах Сг^03 возрастает. Увеличение температуры термообработки (при постоянной толщине пленок W03 и Сг) приводит к возрастанию скорости термического превращения центра Т1 пленок W03 (рис. 3). При увеличении толщины пленок W03 в системах Сг^03 при постоянной температуре термообработки степень превращения во всем исследованном интервале температур уменьшается. Видно (рис. 3), что скорость превращения центра Т1 пленок W03 в системах Сг^03 больше, чем в индивидуальных пленках W03.

Полученные в настоящей работе I 1033 нее [5, 6, 11, 13, 14, 15] результаты исследований свидетельствуют: во-первых, о контактной природе эффектов изменения хромом скорости термического превращения пленок W03. Для выяснения причин, вызывающих наблюдаемые изменения металлом оптических свойств W03 в разных спектральных областях были измерены величина и знак Ыф для систем Сг^03, КРП между W03, Сг и электродом сравнения из платины в условиях атмосферы (Р = 1105 Па) и высокого вакуума (Р = 110-5 Па). Значения КРП между оксидом вольфрама (VI) и электродом сравнения из платины при понижении давления в измерительной ячейке возрастают. Наблюдаемое отличие в значениях работ выхода W03 и Сг свидетельствует о возможности при формировании плотного контакта и установлении в системе Сг^03 состояния термоди-ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК № 1 2013

намического равновесия результирующего потока электронов из хрома в оксид вольфрама (VI). В результате измерений 11ф для систем Сг-\Л/03 в диапазоне Х = 300-1100 нм было установлено, что в процессе облучения светом формируется иф положительного потенциала со стороны слоя W03. Формирование Ыф для гетеросистем Сг^03 прямо свидетельствует о разделении неравновесных носителей заряда на границе раздела. Из анализа результатов измерений Ыф и КРП было установлено, что при создании контакта оксида вольфрама (VI) с хромом в результате электронных переходов (со стороны W03) образуется обогащенный электронами антизапорный слой.

Полоса поглощения в диапазоне X = 300-400 нм с максимумом при Х=350 нм (центр ТО в области края собственного поглощения монокристаллов и пленок W03 связана со стехиометрическим недостатком кислорода и обусловлена вакансиями кислорода (^а)++) с одним захваченным электроном Ш++ е] (аналог Р-центра) [8-11]. Этот центр, видимо, формируется в процессе приготовления пленок W03 различной толщины на стеклянных подложках. Глубина залегания Ш++ е]-центра составляет ЕР1 = 3,54 эВ. Наблюдаемые изменения на экспериментальных спектрах поглощения систем Сг^03 по сравнению с рассчитанными, видимо, связаны с формированием перехода Сг^03. Мы полагаем, что уменьшение оптической плотности в диапазоне X = 300-400 нм с минимумом при Х=350 нм, а также увеличение оптической плотности в длинноволновой области в процессе приготовления гетеросистем Сг-W03 взаимосвязанные процессы. В процессе установления термодинамического равновесия из-за несоответствия работ выхода W03 и Сг электроны из хрома переходят в оксид вольфрама (VI) на уровни [^а)++ е] - центра с формированием [е (Уа)++ е]-центра

е + Ш++ е] [е (Уа)++ е] (Уа)++ - анионная вакансия.

Оптическая энергия ионизации [е (\/а)++ е]-центра составляет Еопт » 1,45 эВ, а термическая Етерм ~ 1,2 эВ (на 0,2 - 0,3 эВ меньше чем оптическая [33]). Мы полагаем, что в процессе термообработки систем Сг -W03 возможна ионизация центра Т2, которая сопровождается переходом электронов в зону проводимости, образованием центров Т1, анионных вакансий [е (УаГ е] е + [(Уа)++ е] 2е + (Уа)++ и восстановлением \Л/+ (зона проводимости W03 обусловлена уровнями W6+)

е+ \Л/®+ е+ \Л/5+ -> е+ УУ4*^ ... -> \Л/° + ук6" Анионные вакансии и центры Т1 будут взаимодействовать с электронами переходящими из хрома и из валентной зоны \ЛГО3 е + [(Уа)++ е] [е (Уа)++ е] е + (Уа)++ ^ е + [(Уа)++ е] ->[е (Уа)++ е] и тем самым стимулировать увеличение скорости превращения центров Т2 пленки W03 в системе Cг-W03 по сравнению с превращением центра Т2 в пленке W03 на стеклянной подложке.

Дырки могут захватываться собственными ^к6-) и примесными (Т-) дефектами с выделением кислорода и освобождением анионных вакансий:

р + Ук6" [Ук6- р] + р [р Ук6" р]

02 + 2е + 2Уа++ + Ук6~, р + Т Т° + р ^ Т+ ^ 02 + 2е + 2Уа++ +

Т"

% I 6- % I ++

где Vк и V - катионная и анионная вакансии.

Для того, чтобы обеспечить при термическом возбуждении электронной подсистемы твердого тела переход электрона с нижнего заполненного уровня на верхний незаполненный и обеспечить достаточную скорость этого процесса необходимо, чтобы средняя энергия фонона (кТ) соответствовала величине преодолеваемого энергетического барьера. Оценим возможность осуществления указанного процесса в реальных условиях эксперимента. Фононы не моно-энергетичны. Их распределение по энергиям подчиняется уравнению Больцмана [16]. Уравнение для скорости процесса термического возбуждения электрона с уровней [е (^)++ е]-центра на уровни вблизи дна зоны проводимости W03 можно представить в следующем виде

\Л/= у1Ч-ехр(- АЕ/к0Т), где V - частотный фактор (для фононов по порядку величины составляет 1013-1014), N - концентрация [е ^а)++ е]-центров, ДЕ - величина преодолеваемого барьера (Е = 1,2эВ), к0 - постоянная Больцмана (8,57-10"5 эВ/Т), Т - температура.

Методами дифференциальной сканирующей спектроскопии, дифференциального термического анализа, электронной микроскопии и рентгеновской дифракции установлено, что область нестехиометрии WО3"Y, в которой сохраняется неизменная структура оксида вольфрама (VI), очень мала и соответствует значению Y=0,02-0,32 [5, 6, 7, 10]. Концентрация парамагнитных центров по данным ЭПР [7] составляет ~ 101 см-3. Если оценить концентрацию [е ^а)++ е] - центров 100

N « 1016—1018 см"3 (и считать, что все электроны достигнут предназначенного для них места и не примут участия в других процессах), то в идеальном случае скорость процесса термического возбуждения электрона с уровней [е ^а)++ е] - центра на уровни вблизи дна зоны проводимости \Л/03 составит

и п "3 1

\AAi~1-10 см "с" . Отсюда следует, что при термическом возбуждении электронов с уровней [е ^а)++ е] - центра в зону проводимости в см3 \Л/03 за одну секунду переходит

-1-10 электронов. Скорость процесса термического возбуждения электронов с уровней [е (^)++ е] - центра на уровни вблизи дна зоны проводимости достаточно велика, чтобы обеспечить дальнейшие превращения пленок W03. Увеличение концентрации электронов со стороны WO3 в состоянии термодинамического равновесия системы Сг^03 во первых обеспечивает превращение центра Т1 в центр Т2 в пленке WO3 и во вторых должно привести к увеличению скорости процесса термической ионизации [е (^)++ е] - центра. Наблюдаемые закономерности изменения хромом оптических свойств WO3 соответствуют изложенной модели процессов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Суровой Э.П., Борисова Н.В. Термические превращения в наноразмерных слоях меди // Журн. физ. химии. 2010. Т. 84. № 2. С. 307-313.

2.Суровой Э.П., Бин С.В. Термические превращения в наноразмерных системах РЬ - W0з // Журн. физ. химии. 2012. Т. 86. № 2. С. 337-343.

3.Индутный И.З., Костышин М.Т., Касярум О.П. и др. Фотостимулированные взаимодействия в структурах металл - полупроводник. Киев: Нау-кова думка, 1992. 240 с.

4.Стриха В.И., Бузанева Е.В. Физические основы надежности контактов металл-полупроводник в интегральной электронике. М.: Радио и связь. 1987. 254 с.

5. Суровой Э.П., Борисова Н.В. Термические превращения в наноразмерных слоях меди // Журн. физ. химии. 2010. Т. 84. № 2. С. 307.

6. Суровой Э.П., Бугерко Л.Н., Расмато-ва С.В. Кинетические закономерности влияния продуктов на фотолиз азида свинца // Журн. физ. химии. 2004. Т. 78. № 4. С. 663.

7. Третьяков Ю.Д. Химия нестехиометриче-ских окислов. М.: Изд-во Московского ун-та, 1974. 364 с.

8. Гуревич Ю.Я. Твердые электролиты. М.: Наука, 1986. 176 с.

9. Фаунен Б.В., Крэнделл Р.С. // Дисплеи. М.: Мир, 1982. 316 с

10. Клявинь Я.К., Лагздонс Ю.Л., Лусис А.Р. // Физика и химия стеклообразующих систем. 1976. № 4. С. 141.

11. Суровой Э.П., Бин С.В., Борисова Н.В. Фотостимулированные изменения в спектрах на-норазмерных пленок WОз // Журн. физ. химии. 2010. Т. 84. № 8. С. 1539.

12.Суровой Э.П., Бин С.В., Борисова Н.В. Коррозия наноразмерных пленок свинца // Коррозия: материалы, защита. 2008. № 11. С. 4.

13. Суровой Э.П., Бугерко Л.Н., Захаров Ю.А. и др. Закономерности формирования твердофаз-

УДК 620.22:621:539.3

ного продукта фотолиза гетеросистем азид свинца -металл// Материаловедение. 2002. № 9. С. 27.

Суровой Э.П., И.В. Титов, Бугерко Л.Н. Исследование состояния поверхности азидов свинца, серебра и таллия в процессе фотолиза методом КРП // Материаловедение. 2005. № 7. С. 15 - 20.

Суровой Э.П., Бин С.В., Борисова Н.В. и др. Влияние предварительной активации на оптические свойства наноразмерных слоев WOз // Ползу-новский вестник. 2010. № 3. С. 188.

14. Панков, Ж. Оптические процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1973. 456 с.

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ СИСТЕМ РЬ - РЬО и РЬ - WOз

С В. Бин, А.И. Мохов Измерена контактная разность потенциалов до и после предварительного прогрева (Т = 550 К) наноразмерных пленок свинца, оксидов свинца (II) и вольфрама (VI) при различных внешних условиях (Р = 1105, 110 5 Па; Т = 293 К). Проведены измерения фото-ЭДС систем РЬ - РЬО, РЬ - W03. Построены диаграммы энергетических зон систем РЬ - РЬ0, РЬ - W03.

Ключевые слова: свинец, оксиды свинца (II) и вольфрма (VI), наноразмерные пленки, ге-торосистемы.

ВВЕДЕНИЕ

Изучение закономерностей процессов, протекающих в гетерогенных системах под действием различных энергетических факторов, представляют для физики и химии твердого тела многосторонний интерес [1-8]. Постановка подобных исследований с гетерогенными наноразмерными системами, наряду с их технической актуальностью [1-4, 9], может быть полезным инструментом для выяснения механизма процессов превращений в твердых телах [6-8]. Свинец, оксид вольфрама (VI) и материалы на их основе благодаря комплексу положительных свойств широко применяются в различных областях науки, техники, промышленности и, как следствие, привлекают внимание исследователей различного профиля [1 -24]. Оксид вольфрама (VI) используют как исходный материал для получения вольфрама, его сплавов и других соединений. Устройства на основе оксида вольфрама (VI) могут быть рекомендованы к использованию в качестве электрохромных и фотохромных дисплеев, светоперераспреде-ляющих фильтров или электрохромных зеркал [2, 7, 10, 11], сенсоров для контроля содержания газов в атмосфере [7]. Свинец в качестве конструкционного материала применяется в целях радиационной защиты, для изготовления обечаек и плакирующих покры-

тий химических аппаратов, защитных покрытий кабелей и электродов аккумуляторов [13, 18]. Однако свинец в атмосферных условиях термодинамически неустойчив [13]. Упругость диссоциации оксида свинца (II) при Т > 423 К достаточно низка (~ 3,110-36 кПа) и поэтому при контакте с окружающей средой свинец подвергается атмосферной коррозии [13]. Оксид свинца применяют в производстве стекол с высоким показателем преломления, а тонкие свинцовые слои, «просветленные» оксидом, могут применяться для изготовления теплоотражающих покрытий [14]. Создание контактов свинца со светочувствительными материалами приводит к изменению фоточувствительности последних [19].

В настоящей работе представлены результаты фотоэлектрических исследований наноразмерных систем РЬ - РЬ0 и РЬ - W03, направленных на выяснение природы границ раздела между контактирующими материалами и построение диаграмм энергетических зон исследуемых гетеросистем.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Образцы для исследований готовили методом термического испарения в вакууме (210-3 Па) путем нанесения тонких слоев РЬ (5-135 нм) и W03 (7-160 нм) на подложки из стекла, используя вакуумный универсальный

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.