Wpływ wygrzewania na wybrane właściwości mieszanych tlenków miedzi i tytanu

• Autorzy: Mańkowska Ewa , Mazur Michał

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.2781

Warianty tytułu

EN

Influence of annealing on selected properties of mixed copper and titanium oxides

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca poświęcona jest badaniom wpływu wygrzewania poprocesowego na morfologię mieszanych tlenków miedzi i tytanu, a także na ich właściwości elektryczne i czujnikowe. Cienkie warstwy (Cu,Ti)Ox naniesiono za pomocą rozpylania magnetronowego na podłoża z krzemionki amorficznej oraz na podłoża ceramiczne ze zintegrowanymi elektrodami. Dodatkowo zastosowano termiczną obróbkę poprocesową w temperaturach 200°C oraz 250°C. Zmianę struktury w procesie utleniania termicznego badano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej, natomiast dzięki profilometrowi optycznemu określono morfologię powierzchni cienkich warstw. W celu określenia właściwości elektrycznych zmierzono charakterystyki prądowo-napięciowe oraz termoelektryczne, na podstawie których wyznaczono rezystancję oraz typ przewodnictwa. Cienkie warstwy (Cu,Ti)Ox poddane obróbce poprocesowej charakteryzowały się dziurowym typem przewodnictwa, a co więcej silnie reagowały na obecność wodoru w atmosferze pomiarowej.

EN

This work presents an investigation of the effects of post-process annealing on the morphology of mixed copper and titanium oxides and on their electrical and hydrogen sensing properties. (CuTi)Ox thin films were deposited by magnetron sputtering on amorphous silica and ceramic substrates with interdigitated electrodes. In addition, post-process thermal treatment was applied at the temperatures of 200°C and 250°C. The transformation of the thin film structure during the thermal oxidation process was studied by X-ray diffraction, while the morphology of the thin films was determined using an optical profilometer. Current-voltage and thermoelectric characteristics were measured to determine electrical properties, from which the resistance and conduction type were determined. The post-treatment (CuTi)Ox thin films exhibited hole-type conduction and, additionally, strongly responded to hydrogen atmosphere.

Słowa kluczowe

PL

elektronika; czujniki wodoru; mieszaniny tlenków miedzi i tytanu; cienkie warstwy; rozpylanie magnetronowe

EN

electronics; hydrogen gas sensor; mixed copper and titanium oxides; thin films; magnetron sputtering

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 71, nr 2
• Strony: 41--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wykr.

Twórcy

autor

Mańkowska Ewa

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0003-3635-6634

autor

Mazur Michał

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-6997-4204

Bibliografia

• [1] Nunes D., Pimentel A., Goncalves A., Pereira S., Branquinho R., Barquinha P., Fortunato E., Martins R., Metal oxide nanostructures for sensor applications, Semicond. Sci. Technol., 34, 2019, 1-60.
• [2] Wojcieszak D., Obstarczyk A., Domaradzki J., Kaczmarek D., Zakrzewska K., Pastuszek R., Investigations of structure and electrical properties of TiO2/CuO thin film heterostructures, Thin Solid Films, 690, 2019, 2-6.
• [3] Wojcieszak D., Obstarczyk A., Mańkowska E., Mazur M., Kaczmarek D., Zakrzewska K., Mazur P., Domaradzki J., Thermal oxidation impact on the optoelectronic and hydrogen sensing properties of p-type copper oxide thin films, Mater. Res. Bull., 147, 2022, 1-13.
• [4] Hanaor D.A.H., Sorrell C.C., Review of the anatase to rutile phase transformation, J. Mater. Sci., 46, 2011, 855-874.
• [5] Mor G.K., Varghese O.K., Wilke R.H.T., Sharma S., Shankar K., Latempa T.J., Choi K.S., Grimes C.A., p-type Cu-Ti-O nanotube arrays and their use in self-biased heterojunction photo-electrochemical diodes for hydrogen generation, Nano Lett., 8, 2008, 1906-1911.
• [6] Barreca D., Carraro G., Comini E., Gasparotto A., Maccato C., Sada C., Sberveglieri G., Tondello E., Novel synthesis and gas sensing performances of CuO-TiO2 nanocomposites functionalized with Au nanoparticles, J. Phys. Chem. C, 115, 2011, 10510-10517.
• [7] Domaradzki J., Wiatrowski A., Kotwica T., Mazur M., Analysis of electrical properties of forward-to-open (Ti,Cu)Ox memristor rectifier with elemental gradient distribution prepared using (multi)magnetron co-sputtering process, Mater. Sci. Semicond. Process., 94, 2011, 9-14.
• [8] Miller D.R., Akbar S.A., Morris P.A., Nanoscale metal oxide-based heterojunctions for gas sensing: A review, Sensors Actuators, B Chem., 204, 2014, 250-272.
• [9] Zappa D., Galstyan V., Kaur N., Munasinghe Arachchige H.M.M., Sisman O., Comini E., “Metal oxide-based heterostructures for gas sensors” - A review, Anal. Chim. Acta, 1039, 2018, 1-23.
• [10] Maziarz W., TiO2/SnO2 and TiO2/CuO thin film nano-heterostructures as gas sensors, Appl. Surf. Sci., 480, 2019, 361-370.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).

2. Praca została sfinansowana ze środków subwencji przekazanych przez MNiSZW na naukę na rok 2021 dla Laboratorium Technologii Próżniowych i Diagnostyki Nanomateriałów Politechniki Wrocławskiej.