РЕФЕРАТ 5
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Литературный обзор 6
1.1 Методы синтеза тонкопленочных оксидов 6
1.2 Строение и свойства органических соединений, используемых в составе ПОР 17
1.2.1 Р-Дикетоны 17
1.2.2 Лимонная кислота 19
1.2.3 Салициловая кислота 21
1.3 Свойства пленок диоксида олова, полученных из комплексных соединений 22
2 Методическая часть 26
2.1 Методика приготовления пленкообразующих растворов 26
2.2 Метод вискозиметрии 26
2.3 Метод ИК-спектроскопии 27
2.4 Метод электронной спектроскопии 28
2.5 Термический анализ 29
2.6 Рентгенофазовый анализ 29
2.7 Методика получения пленок 30
2.8 Изучение оптических свойств 31
2.9 Исследование электрофизических свойств пленок 31
2.10 Изучение морфологии поверхности 32
2.11 Исследование газовой чувствительности 33
3 Экспериментальная часть 34
3.1 Процессы, протекающие в пленкообразующих растворах 34
3.2 Физико-химические закономерности формирования SnO2 в дисперсном и
тонкопленочном состояниях 39
3.3 Физические и функциональные свойства SnO2 48
ВЫВОДЫ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 58
Оксид олова(ХУ) является щирокозонном полупроводником n-типа проводимости и входит в группу «прозрачных проводящих оксидов» благодаря уникальному набору физико-химических и функциональных свойств, из которых наиболее важными являются электропроводность, прозрачность в широком диапазоне спектра и высокая реакционная способность поверхности. Материалы на его основе находят широкое применение в оптике, оптоэлектронике, электронной промышленности, при изготовлении газочувствительных сенсоров.
Существует множество физических методов получения оксида олова в тонкопленочном состоянии, но в основном все эти методы трудоемкие и энергозатратные, что удорожает материал. Однако до настоящего времени является актуальным способ нанесения тонкопленочных покрытий из пленкообразующих растворов с органическим лигандом. Преимуществами этого метода является простота получения пленок, его низкая стоимость, возможность контроля свойств, состава и структуры получаемых пленок за счет различных параметров синтеза. В настоящее время идет поиск новых пленкообразующих комплексных соединений с целью получения оксидных пленок с широким диапазоном физико-химических свойств по менее затратным и более простым технологиям.
В соответствии с этим целью настоящей работы являлось установление влияния органического лиганда на процессы формирования пленок оксида олова( IV), их физические и газочувствительные свойства.
В соответствии с целью поставили следующие задачи:
- выбрать органические лиганды;
- приготовить пленкообразующие растворы (ПОР) на основе хлорида олова(ХУ) и органического лиганда;
- изучить физико-химические закономерности получения SnO2 в дисперсном и
тонкопленочном состояниях;
- получить пленки SnO2 и исследовать их оптическую толщину, показатель преломления, ширину запрещенной зоны, пропускающую способность в видимой области, и чувствительность к парам этанола.
1. Салициловая и лимонная кислоты в спиртовом растворе хлорида олова(IV) образуют комплексные соединения состава [Sn(OH)L]Cl2, где органические лиганды проявляют монодентатный характер. Наличие этих комплексных соединений в ПОР позволяет повысить значение вязкости растворов, увеличивая их пленкообразующую способность.
2. Наличие органического лиганда (лимонной или салициловой кислоты) приводит к росту значения вязкости ПОР, что позволяет получать пленки SnO2 большей толщины (126; 128 нм).
3. Для получения пленок с меньшей плотностью и большей газовой чувствительностью к парам этанола необходимо использовать ПОР на основе SnCl4-5H2O- C7H5O3-C2H5OH. Для получения пленок с большей плотностью и более высокой пропускающей способностью (94%),необходимо использовать ПОР на основе SnCl4-5H2O- C6H8O7-C2H5OH.
4. Установлено, что слой SiO2 на поверхности монокристаллического кремния приводит к возможности получения пленок SnO2 меньшей толщины c более высоким значением поверхностного сопротивления.
