Transparent electronics based on TiO2 : perspectives of development

• Autorzy: Domaradzki J. , Kaczmarek D.

Identyfikatory

DOI

10.15199/ELE-2014-126

Warianty tytułu

PL

Transparentna elektronika na bazie TiO2 : perspektywy rozwoju

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (13 ; 05-09.06.2014 ; Darłówko Wschodnie ; Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present work consists of a short review of TiO₂-based transparent oxide semiconducting thin films and their possible application in transparent electronics (TE). Preparation of transparent electronics devices and materials, especially of both electron and hole type of electrical conductivity still is a big challenge for researches. Research works conducted in the past few years have shown that material that is attracting more and more attention in TE is titanium dioxide. However, still it is very rarely investigated material for the purpose of transparent electronics.

PL

W pracy przedstawiono krótki przegląd przezroczystych materiałów półprzewodnikowych na bazie TiO₂ oraz możliwości ich zastosowania w przezroczystej elektronice. Przezroczysta elektronika jest unikatową dziedziną nauki, która łączy dwie, zazwyczaj sprzeczne właściwości: dobre przewodnictwo elektryczne obserwowane w typowych materiałach przewodzących oraz dobrą przezroczystość dla światła w zakresie widzialnym promieniowania optycznego. Przegląd przedstawiony w niniejszej pracy pokazuje, że TiO₂ jest wciąż dość rzadko badanym materiałem pod względem możliwości zastosowania w przezroczystej elektronice. Jednym z powodów jest mała ruchliwość nośników w porównaniu do takich konwencjonalnych materiałów, jak ITO, czy ZnO. Do zalet TiO₂ można jednak z pewnością zaliczyć, dobrą odporność termiczną i chemiczną oraz jego doskonałą przezroczystość w szerokim zakresie spektralnym, włączając daleką podczerwień.

Słowa kluczowe

EN

transparent oxide semiconductor; transparent electronics; titanium dioxide; oxide semiconductors; TiO2

PL

przezroczysty tlenek półprzewodnikowy; przezroczysta elektronika; dwutlenek tytanu; półprzewodniki tlenkowe; TiO2

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 9
• Strony: 33--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., wykr.

Twórcy

autor

Domaradzki J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Kaczmarek D.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] D. S. Ginley, Ed., H. Hosono, D. C. Paine, Eds. “Handbook of transparent conductors”, Springer, 2010.
• [2] Y. Furubayashi, T. Hitosugi, Y. Yamamoto, Y. Hirose, G. Kinoda, K. Inaba, T. Shimada, T. Hasegawa, “A transparent metal:Nb-doped anatase TiO2”, Appl. Phys. Lett. (2005), 86, 252101-1÷252101-3.
• [3] N. Yamada, T. Hitosugi, N. Hoang, Y. Furubayashi, Y. Hirose, S. Konuma, T. Shimada, T. Hasegawa, “Structural, electrical and optical properties of sputter-deposited Nb-doped TiO2 (TNO) polycrystalline films”, Thin Solid Films, 516, (2008), 5754–5757.
• [4] D. S. Ginley, C. Bright, “Transparent conducting oxides”, MRS Bulletin, April 2000.
• [5] H. L. Hartnagel, A. L. Dawar, A. K. Jain, C. Jagadish, “Semiconducting transparent thin films”, Institute of Physics Publishing, Bristol, 1995.
• [6] C. Thiele, R. Das, “Transparent Conductive Films (TCF) 2012–2022: Forecasts, Technologies, Players”, http://www.idtechex.com, 2013.
• [7] H. Kawazoe, M. Yasukawa, H. Hyodo, M. Kurita, H. Yangi, H. Hosono, „P-type electrical conduction in transparent thin films of CuAlO2”, Nature, 389, 1997, 939–942.
• [8] B. O’Regan, M. Gratzel, “A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films”, Nature, 1991, 353, 737–740.
• [9] W. S. Shih, S. J. Young, L. W. Ji, W. Water, H. W. Shiu, “TiO2-based thin film transistors with amorphous and anatase channel layer”, J. Electrochemical Society, 158, (6), 2011, H609-H611.
• [10] J. Domaradzki, D. Kaczmarek, E. L. Prociow, Z. J. Radzimski, “Study of structure Densification in TiO2 coatings prepared by magnetron sputtering under low pressure of oxygen plasma discharge”, Acta Physica Polonica A, 120, (1), 2011.
• [11] A. Anders, “A structure zone diagram including plasma-based deposition and ion etching”, Thin Solid Films 518, 2010, 4087–4090.
• [12] S. Mohri, Y. Hirose, S. Nakao, N. Yamada, T. Shimada, T. Hasegawa, J. Appl. Phys., 2012, 111, 093528.
• [13] A. Kafizas, N. Noor, C. J. Carmaltb, I. P. Parkin, “TiO2-based transparent conducting oxides; the search for optimum electrical conductivity using a combinatorial approach”, J. Mater. Chem. C, 2013, 1, 6335.
• [14] T. Hitosugi, A. Ueda, S. Nakao, N. Yamada, Y. Furubayashi, Y. Hirose, T. Shimada, T. Hasegawa, Appl. Phys. Lett., 2007, 90, 212106.
• [15] J. Kasai, T. Hitosugi, M. Moriyama, K. Goshonoo, N. L. H. Hoang, S. Nakao, N. Yamada, T. Hasegawa, J. Appl. Phys., 2010, 107, 053110.
• [16] M. Mazur, D. Kaczmarek, E. Prociow, J. Domaradzki, D. Wojcieszak, J. Bocheński, Materials Science-Poland, 2014, DOI: 10.2478/s13536-013-0195-4.
• [17] T. Hitosugi, Y. Furubayashi, A. Ueda, K. Itabashi, K. Inaba, Y. Hirose, G. Kinoda, Y. Yamamoto, T. Shimada, T. Hasegawa, Jpn. J. Appl. Phys., 2005, 44, L1063.
• [18] U. Takeuchi, A. Chikamatsu, T. Hitosugi, H. Kumigashira, M. Oshima, Y. Hirose, T. Shimada, T. Hasegawa, J. Appl. Phys., 2010, 107, 023705.
• [19] M. Mazur, K. Sieradzka, D. Kaczmarek, J. Domaradzki, D. Wojcieszak, P. Domanowski, “Investigation of physicochemical and tribological properties of transparent oxide semiconducting thin films based on Ti-V oxides”, Materials Science-Poland. 2013, 31, (3), 2013, 434–445.
• [20] J. Domaradzki, D. Kaczmarek, A. Dylewicz, “Electrical and optical properties of transparent oxide semiconductors (TOSs) based on Eu, Pd- and Tb, Pd-doped TiO2”, Physica Status Solidi. A, 205, (8), 2008, 1967–1970.
• [21] E. Prociów, M. Mazur, K. Sieradzka, D. Wojcieszak, J. Domaradzki, D. Kaczmarek, “Multicomponent thin oxide films for transparent electronics”, Electronic Devices and Systems, IMAPS CS International Conference 2011, Brno, Czech Republic, 2011, 85–90.
• [22] J. Domaradzki, “Photoelectrical properties of heterojunction devices based on transparent oxide semiconductors on silicon”, Journal of Non-Crystalline Solids, 352, (23–25), 2006, 2328–2331.
• [23] J. Domaradzki, E. Prociów, D. Kaczmarek, T. Berlicki, A. Podhorodecki, R. Kudrawiec, J. Misiewicz, “X-ray, optical and electrical characterization of doped nanocrystalline titanium oxide thin films”, Mat. Sci. Eng. B, vol. 109, nr 1–3, 2004, s. 250–252.
• [24] K. Sieradzka, D. Kaczmarek, J. Morgiel, J. Domaradzki, E.Prociow, B. Adamiak, “Structural properties of transparent Ti-V oxide semiconductor thin films”, Cent. Eur. J. Phys. 11, 2 (2013) 251–257.
• [25] M. Mazur, K. Sieradzka, D. Kaczmarek, J. Domaradzki, D. Wojcieszak, P. Domanowski, “Investigation of physicochemical and tribological properties of transparent oxide semiconducting thin films based on Ti-V oxides”, Materials Science-Poland.

Uwagi

EN

Authors would like to express their special gratitude to their coworkers from the research team from Faculty of Microsystem Electronics and Photonics: PhD. D. Wojcieszak, MSc. M. Mazur and PhD. K. Sieradzka. The work was financially supported within research grants, DEC-2013/09/B/ST7/01592 given by National Science Centre in the years 2014–2017.