Topografia powierzchni i wybrane własności przewodzące cienkich warstw La1-xSrxCoO3 wytworzonych metodą PLD

• Autorzy: Cyza A. , Kopia A. , Cieniek Ł. , Kusiński J. , Maziarz W.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2017.4.4

Warianty tytułu

EN

Surface topography and selected electrical properties of La1-xSrxCoO3 thin films deposited by PLD method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących mikrostruktury i oporu elektrycznego cienkich warstw La1-xSrxCoO3 wytworzonych metodą ablacji laserowej (PLD − Pulsed Laser Deposition). Cienkie warstwy osadzono na monokrystalicznych podłożach Si oraz MgO o orientacji [001] z wykorzystaniem lasera impulsowego na ciele stałym Nd:YAG. Mikrostrukturę wytworzonych warstw zbadano za pomocą wysokorozdzielczego mikroskopu skaningowego (FEI Nova NanoSEM 450 wyposażonego w detektor EDS EDAX). Przeanalizowano także topografię powierzchni cienkich warstw z wykorzystaniem mikroskopu sił atomowych (Veeco Dimension®Icon™ SPM) oraz dokonano pomiaru chropowatości ich powierzchni za pomocą programu NanoScope Analysis. Analiza taka pozwoliła na zweryfikowanie jakości cienkich warstw La1-xSrxCoO3. W celu określenia przydatności wytworzonych warstw do detekcji gazów zbadano zmiany ich rezystancji w atmosferze NO2 z zastosowaniem wyspecjalizowanego stanowiska pomiarowego wykorzystującego elektrometr Keithley 6517 w warunkach stałego napięcia. Stwierdzone zmniejszenie rezystancji warstwy La0,8Sr0,2CoO3 w atmosferze gazu utleniającego jest charakterystyczne dla półprzewodnika typu p oraz zastosowanego gazu utleniającego, co potwierdza własności sensorowe warstwy.

EN

This paper presents the results of the microstructure investigations and electrical resistance analysis of La1-xSrxCoO3 thin films produced by laser ablation (PLD - Pulsed Laser Deposition) method. Thin films were produced on Si and MgO single crystals substrates with [001] orientation by the Nd:YAG solid-state pulsed laser. The microstructure of deposited films was investigated by a high resolution scanning electron microscope (FEI Nova NanoSEM 450 equipped with EDS detector EDAX). The surface topography of thin films was analyzed using atomic force microscope (Veeco Dimension®Icon ™ SPM), and surface roughness parameters were determined using Nanoscope Analysis software. This analysis allowed to verify the quality of prepared La1-xSrxCoO3 thin films. In order to determine sensitivity of thin films on a presence of 50 ppm of NO2 a specialized measuring station equipped with a Keithley 6517 electrometer at constant voltage mode was used. The observed resistance decrease of La0,8Sr0,2CoO3 thin films in oxidizing gas atmosphere is typical for p-type semiconductor and indicate that the layer exhibits sensitivity to this gas.

Słowa kluczowe

PL

perowskity; cienkie warstwy gazoczułe; metoda PLD; mikrostruktura

EN

perovskites; gas sensing thin films; PLD method; microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 84, nr 4
• Strony: 150--155
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Cyza A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów

autor

Kopia A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów

autor

Cieniek Ł.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów

autor

Kusiński J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów

autor

Maziarz W.

• Akademia Górniczo- Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji, Katedra Elektroniki

Bibliografia

• [1] Benedict Christopher J., Rao Ashok, Sanjeev Ganesh, Okram G.S., Babu P.D. 2016. ” A systematic study on the effect of electron beam irradiation on structural, electrical, thermo-electric power and magnetic property of LaCoO3”. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 397: 145-151.
• [2] Chandrasekhar K. Devi, Mallesh S., Murthy J. Krishna Das A.K., Venimadhav A. 2014. „Role of defects and oxygen vacancies on dielectric and magnetic properties of Pb2+ ion doped LaFeO3 polycrystalline ceramics”. Physica B: Condensed Matter 448: 304-311.
• [3] Ghasdi Manghootaee Mohammad. 2013. PEROVSKITE GAS SENSOR Prepared by High Energy Ball Milling. Rozprawa doktorska. Québec, Canada.
• [4] Hyo-Joong Kim, Jong-Heun Lee. 2014. „Highly sensitive and selective gas sensors using p-type oxide semiconductors: Overview”. Sensors and Actuators B: Chemical. 192: 607-627.
• [5] Kusiński Jan, Kopia Agnieszka, Cieniek Łukasz, Kąc Sławomir, Radziszewska Agnieszka. 2015. “Deposition of oxide and intermetallic thin films by pulsed laser (PLD) and electron beam (PED) methods”. Archives of Metallurgy and Materials 60 (3): 2173-2182.
• [6] Kuiying Li, Dejun Wang, Fengqing Wu, Tengfeng Xie, Tiejin Li. 2000. „Surface electronic states and photovoltage gas-sensitive characters of nanocrystalline LaFeO3”. Materials Chemistry and Physics 64 (3): 269-272.
• [7] Kuiying Li, Fengqing Wu, Dejun Wang, Tengfeng Xie, Tiejin Li. 2001. „Electron behavior and photoelectric gas-sensitive characters of nanocrystalline La1−xSrxFeO3”. Materials Chemistry and Physics 71 (1): 34-39.
• [8] Maziarz Wojciech, Kusior Anna, Trenczek-Zając Anita. 2016. “Nanostructured TiO2-based gas sensors with enhanced sensitivity to reducing gases”. Beilstein Journal of Nanotechnology 7: 1718-1726.
• [9] Pisarkiewicz Tadeusz. 2007. Mikrosensory gazów. Kraków: Wydawnictwo AGH.
• [10] Szczurek Andrzej. 2006. Pomiary lotnych związków organicznych rezystancyjnymi czujnikami gazów. Wrocław: Wydawnictwo Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).