Дослідження термічної стабільності, оптичних властивостей, фазового та хімічного складу прозорих електропровідних оксидно олов’яних плівок, отриманих піролітичним методом на силікатному флоат-склі
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.182863Ключові слова:
прозорі електропровідні покриття, флоат-скло, оксид олова допований фтором, термічна стабільністьАнотація
Об’єктом дослідження є прозоре електропровідне покриття на основі допованого фтором оксиду олова, осадженого на силікатному флоат-склі піролітичним методом. Однак, як в процесі виготовлення такого покриття, так і в процесі його експлуатації, спостерігається деградація його електропровідних властивостей. Це може бути наслідком зміни структури покриття під дією впливу деяких технологічних та експлуатаційних факторів, а саме: температури процесу, часу витримки, газового середовища в процесі нанесення та експлуатації прозорого електропровідного покриття. Проведені дослідження підтвердили значне підвищення електропровідності. Вони також виявили незначне зниження світлопропускання прозорих оксидно-олов’яних плівок, отриманих з введенням фториду амонію у якості допанту при піролізі 1M спиртових розчинів хлоридів Sn2+ та Sn4+, що широко застосовуються як прекурсори для тримання таких покриттів. Так, при співвідношенні Sn4+/F=10 у робочих розчинах зафіксовано мінімум питомого поверхневого опору на рівні 32 Ом/м2. При цьому, виявлено зниження значення усередненого коефіцієнту світлопропускання в оптичному діапазоні довжин хвиль 0,2–6,0 мкм на 51 %, а у його видимій частині (0,4–0,8 мкм) на 11 %. Показано, що суттєвим фактором збільшення значень електричного опору як в технологічному процесі, так і під час експлуатаційних впливів є термічна деградація покриття. Отримані результати свідчать, що повторне нагрівання до температур понад 450 °С призводить до появи явища термічної деструкції електропровідних властивостей покриття. Так, протягом 1-годинної витримки за температури 550 °С збільшення питомого поверхневого опору збільшується в 2 рази і фіксується на рівні 68 Ом/м2 після повного охолодження. Повторні цикли нагріву з вказаними параметрами призводять до значно меншого впливу, що може свідчити про стабілізацію процесів, які мають місце при термічній деструкції електропровідного покриття.
Посилання
- Bach, H., Krause, D. (Eds.) (2003). Thin films on glass. Springer Science & Business Media, 436. doi: http://doi.org/10.1007/978-3-662-03475-0
- Minami, T. (2005). Transparent conducting oxide semiconductors for transparent electrodes. Semiconductor Science and Technology, 20 (4), S35–S44. doi: http://doi.org/10.1088/0268-1242/20/4/004
- Mattox, D. M. (2010). Handbook of physical vapor deposition (PVD) processing. William Andrew, 732. doi: http://doi.org/10.1016/c2009-0-18800-1
- Van Mol, A. M. B., Chae, Y., McDaniel, A. H., Allendorf, M. D. (2006). Chemical vapor deposition of tin oxide: Fundamentals and applications. Thin Solid Films, 502 (1-2), 72–78. doi: http://doi.org/10.1016/j.tsf.2005.07.247
- Lincot, D., Hodes, G. (2006). Chemical solution deposition of semiconducting and non-metallic films. The Electrochemical Society, 234.
- Wasa, K., Kanno, I., Kotera, H. (Eds.) (2012). Handbook of sputter deposition technology: fundamentals and applications for functional thin films, nano-materials and MEMS. William Andrew, 660.
- Manoj, P. K., Joseph, B., Vaidyan, V. K., Amma, D. S. D. (2007). Preparation and characterization of indium-doped tin oxide thin films. Ceramics International, 33 (2), 273–278. doi: http://doi.org/10.1016/j.ceramint.2005.09.016
- Elangovan, E., Ramamurthi, K. (2005). A study on low cost-high conducting fluorine and antimony-doped tin oxide thin films. Applied Surface Science, 249 (1-4), 183–196. doi: http://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.11.074
- Moholkar, A. V., Pawar, S. M., Rajpure, K. Y., Bhosale, C. H., Kim, J. H. (2009). Effect of fluorine doping on highly transparent conductive spray deposited nanocrystalline tin oxide thin films. Applied Surface Science, 255 (23), 9358–9364. doi: http://doi.org/10.1016/j.apsusc.2009.07.035
- Pavlushkin, N. M. (1983). Khimicheskaia tekhnologiia stekla i sitallov. Moscow: Stroiizdat, 432.
- Saito, K., Ikushima, A. J. (2002). Effects of fluorine on structure, structural relaxation, and absorption edge in silica glass. Journal of Applied Physics, 91 (8), 4886–4890. doi: http://doi.org/10.1063/1.1459102
- Li, J., Wang, L., Liu, J., Evmenenko, G., Dutta, P., Marks, T. J. (2008). Characterization of Transparent Conducting Oxide Surfaces Using Self-Assembled Electroactive Monolayers. Langmuir, 24 (11), 5755–5765. doi: http://doi.org/10.1021/la704038g
- Coutts, T. J., Young, D. L., Li, X. (2000). Characterization of Transparent Conducting Oxides. MRS Bulletin, 25 (8), 58–65. doi: http://doi.org/10.1557/mrs2000.152
- Gallagher, D., Scanlan, F., Houriet, R., Mathieu, H. J., Ring, T. A. (1993). Indium-tin oxide thin films by metal-organic decomposition. Journal of Materials Research, 8 (12), 3135–3144. doi: http://doi.org/10.1557/jmr.1993.3135
- Gordon, R. G. (1996). Preparation and properties of transparent conductors. MRS Online Proceedings Library Archive, 426. doi: http://doi.org/10.1557/proc-426-419
- Karthick, P., Vijayanarayanan, D., Sridharan, M., Sanjeeviraja, C., Jeyadheepan, K. (2017). Optimization of substrate temperature and characterization of tin oxide based transparent conducting thin films for application in dye-sensitized solar cells. Thin Solid Films, 631, 1–11. doi: http://doi.org/10.1016/j.tsf.2017.04.003
- Gnesin, G. G., Skorokhod, V. V. (Eds.) (2008). Neorganicheskoe materialovedenie. Enciklopedicheskoe izdanie v 2-kh tomakh. Kyiv: Naukova Dumka, 2900.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Artem Iatsenko, Anastasiia Mishchenko, Boris Kornilovych
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.