Structural characterization and properties of M-WO3 (M = Au, Pt) thin films prepared by pulsed laser deposition

• Autorzy: Kopia A. , Maziarz W.

Warianty tytułu

PL

Analiza struktury i właściwości cienkich warstw M-WO3 (M = Au, Pt) wytwarzanych techniką ablacji laserowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The M-WO3 (M-Au, Pt) films were grown by pulsed laser deposition (PLD) using an Nd:YAG laser Continuum (λ = 266 nm) and sputtered using Sputter Coated K575X on Si [100] substrate. The TEM, AFM and XRD was used to characterize the structure and morphology of the surface. The resistances of the thin films in atmosphere CO, NO2 gases were examined as function of temperature. The XRD analysis showed that the layers consist of WO3, Au, Pt phases with crystallites size of WO3 25 nm. Highly developed layer surface was observed in AFM microscope. The TEM cross-section observation of the layers showed column-shaped structure of 20÷50 nm in the width. The resistance measurements R of the Pt-WO3 thin film, in air, CO and NO2 atmospheres showed stronger signals for both gases (NO2, CO) at higher temperature T = 300°C.

PL

Cienkie warstwy M-WO3 (M = Au, Pt) wytworzono metodą ablacji laserowej stosując laser Nd:YAG laser Continuum (λ = 266 nm), na podkładkach Si [100]. Warstwy Au i Pt nałożono przez rozpylanie za pomocą Sputter Coated K575X. Analizę struktury wytworzonych warstw przeprowadzono za pomocą TEM, AFM i XRD. Badania rezystancji warstw w atmosferze NO2 i CO przeprowadzono w funkcji temperatury. Badania rentgenowskie wykazały krystaliczną budowę warstw WO3 oraz warstw Au i Pt o średniej wielkości krystalitów WO3 25 nm. Obserwacje powierzchni warstw za pomocą AFM wykazały rozwinięcie powierzchni. Obserwacje przeprowadzone za pomocą TEM na przekrojach warstw wykazały kolumnowy charakter o szerokości kolumn 20÷50 nm. Pomiary rezystancji przeprowadzono jedynie dla warstw Pt-WO3. Warstwa była czuła na oba gazy, przy czym większe zmiany rezystancji zaobserwowano w wyższej temperaturze T = 300°C.

Słowa kluczowe

EN

laser ablation; thin films; WO3

PL

ablacja laserowa; cienkie warstwy; WO3

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 154--157
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fig.

Twórcy

autor

Kopia A.

• AGH-University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science

autor

Maziarz W.

• AGH-University of Science and Technology, Faculty of Computer Science, Electronics and Telecommunications

Bibliografia

• [1] Zakrzewska K.: Mixed oxides as gas sensors. Thin Solid Films 391 (2001) 229÷238.
• [2] Chmielowska M., Kopia A., Leroux Ch., Saitzek S., Kusiński J., Gavarri J. R.: Structural and catalytic properties of thin films of CuO x -CeO 2–x deposited by laser ablation. Solid State Phenomena 99-100 (2004) 235÷238.
• [3] Kopia A., Kowalski K., Chmielowska M., Leroux Ch.: Electron microscopy and spectroscopy investigationsof CuO x -CeO 2_d /Si thin films. Surface Science 602 (2008) 1313÷1321.
• [4] Chmielowska M., Villain S., Kopia A., Dallas J. P., Kusinski J., Gavarri J. R., Leroux Ch.: Ce 1−x NdxO 2−δ /Si thin films obtained by pulsed laser deposition: Microstructure and conduction properties. Thin Solid Films 516 (2008) 3747÷3754.
• [5] Bendahan M., Guerin J., Boulmani R., Aguir K.: WO 3 sensor response according to operating temperature: experiment and modeling. Sensors and Actuators B 124 (2007) 24÷29.
• [6] Stankova M., Vilanova X., Llobet E., Calderer J., Vinaixa M., Gracia I., Cane X. C.: On-line monitoring of CO 2 quality using doped WO 3 thin film sensors. Thin Solid Films 500 (2006) 302÷308.
• [7] Mitsugi F., Hiraiwa E., Ikegami T., Ebihara K.: Pulsed laser deposited WO 3 thin films for gas sensor. Surface and Coatings Technology 169 (2003) 553÷556.
• [8] Kawasaki H., Ueda T., Suda Y., Ohshima T.: Properties of metal doped tungsten oxide thin films for NO x gas sensors grown by PLD method combined with sputtering process. Sensors and Actuators B 100 (2004) 266÷269.
• [9] Kopia A.: Microstructure investigation in thin films WO 3 produced by pulsed laser deposition. Solid State Phenomena 186 (2012) 164÷167.
• [10] Kopia A.: Cienkie warstwy półprzewodnikowe o właściwościach katalitycznych. Wydawnictwa AGH, Kraków (2011).