Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Specific method of deposition of aluminium-doped zinc oxide thin films on flexible glass substrates

Kiełczawa Szymon, Wiatrowski Artur

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 9

247--250

EN

In this paper, we report specific method of controlling magnetron sputtering process by parameter named by the power supply manufacturer as “circulating power”. That parameter may be used to determine sputtering mode (metallic, transient, dielectric). Basing on the circulating power characteristics the AZO thin films were deposited onto conventional (non-bendable) and bendable glass substrates. The films were characterized by high optical transmittance (over 80% in visible light spectrum) and low resistivity, which was in range of 10-3 Ω∙cm.

PL

W artykule przedstawiono specyficzną metodę sterowania procesem rozpylania magnetronowego za pomocą parametru nazwanego przez producenta zasilacza “mocą krążącą”, który użyto do określenia modu rozpylania (metaliczny, przejściowy, dielektryczny). Na podstawie charakterystyk mocy krążącej cienkie warstwy AZO zostały naniesione na konwencjonalne oraz giętkie podłoża szklane. Warstwy te posiadały dużą transmisją światła (powyżej 80% w zakresie widzialnym światła) oraz niską rezystywnością (na poziomie 10-3 Ω∙cm).

2

Transparent conductive nanocomposite layers with polymer matrix and silver nanowires reinforcement

Dobrzański L. A., Nieradka-Buczek B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2018

|

Vol. 93, nr 2

59--84

EN

Purpose: The article deals with one of the completely new groups of composite inorganic nanostructured materials used in the form of surface layers, characterised by unique properties, such as transparency over 84.4% in the field of visible light waves, anti-reflective and electrical properties comparable to semiconductors. Design/methodology/approach: A technology for producing such layers containing not less than 5% of silver nanowires by mixing a colloid containing silver nanowires from fragmented agglomerates by ultrasound homogeniser with the polymer dissolved in chloroform with good bonding to the polymer matrix and of good quality was developed. Findings: It was shown that increasing the content of silver nanowires to 30% in composite layers causes an increase in the refractive coefficient from 1.9 to 2.2 and a decrease in light transmission from 88.1 to 81.9% and a decrease in the value of light reflection from 11.1% up to 6.7%. With an increased content of silver nanowires, these layers show better electrical properties, and the width of the energy gap is reduced from 3.93 eV to 1.60 eV. Composite layers with a mass fraction greater than 5% of silver nanowires show properties analogous to semiconductors despite the metallic nature of their conductivity. Research limitations/implications: The use of silver nanowires as a reinforcement of transparent nanocomposite layers with a poly(methyl methacrylate) PMMA matrix improves selected optical and electrical properties as a result of the uniform distribution of the reinforcing phase in the matrix material. Originality/value: The influence of the content of silver nanowires, layering conditions, applied methods of dispersing silver nanowires in the matrix material on the structure and properties of newly developed nanocomposite layers was determined.

3

Technologia cienkich warstw tlenku cynku o kontrolowanych własnościach strukturalnych, transportowych i optycznych

Borysiewicz M. A., Kamińska E., Wojciechowski T., Gołaszewska K., Dynowska E., Wzorek M., Kruszka R., Pągowska K. D., Kwoka M., Szuber J., Boll T., Stiller K., Wojtowicz T., Piotrowska A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 8

75--80

PL

W ramach artykułu zaprezentowaliśmy wyniki prac dotyczących kontroli struktury, morfologii, własności transportowych i optycznych cienkich warstw tlenku cynku (ZnO) wytwarzanych na drodze magnetronowego rozpylania katodowego. Wykorzystując zaawansowany reaktor rozpylania katodowego umożliwiający kontrolę parametrów procesu osadzania takich, jak temperatura podłoża, przepływ gazów, ciśnienie gazów, moc podawana na katody pokazujemy jaką rolę odgrywają poszczególne parametry w kontroli własności wytwarzanego materiału. Prezentujemy zarówno badania z zakresu podstawowego dotyczące domieszkowania monokrystalicznych cienkich warstw ZnO przy pomocy akceptorów Ag, jak i badania stosowane dotyczące inżynierii przerwy energetycznej w celu opracowania przezroczystych elektrod dla diod elektroluminescencyjnych UV czy prace nad wzrostem nanoporowatego ZnO dla zastosowań w czujnikach gazowych, biochemicznych oraz urządzeniach do magazynowania energii.

EN

In this work we present the results of studies on the control of structure, morphology, transport and optical properties of zinc oxide (ZnO) thin films fabricated by means of magnetron sputtering. using a state-of-the-art sputtering reactor enabling the control of such process parameters as: substrate temperature, gas flow, gas pressure and cathode power, we show the role of each parameter in controlling the properties of the deposited material. We present both basic research on doping monocrystalline ZnO films with Ag acceptors as well as applied research on band gap engineering for the development of transparent electrodes for UV LEDs or on the growth of nanoporous ZnO for applications in gas and biochemical sensors and energy storage devices.

4

Amorficzne półprzewodniki tlenkowe dla elektroniki przezroczystej i elastycznej

Kaczmarski J., Taube A., Borysiewicz M., Myśliwiec M., Boll T., Stiller K., Kamińska E.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 8

81--89

PL

Przedmiotem badań są przezroczyste amorficzne półprzewodniki tlenkowe i przezroczyste tlenki przewodzące – unikatowa klasa materiałów elektronicznych łączących cechy amorficznej mikrostruktury i kontrolowanego przewodnictwa elektrycznego przy zachowaniu wysokiej transmisji optycznej w obszarze widzialnym. W ramach prac prowadzonych w Instytucie Technologii Elektronowej opracowano technologię wytwarzania przezroczystych amorficznych warstw In-Ga-Zn-O o kontrolowanych w szerokim zakresie właściwościach transportowych. Zrozumienie mechanizmów formowania się amorficznych warstw tego materiału oraz wpływu parametrów procesu osadzania na jego właściwości elektryczne umożliwiło wytworzenie stabilnych kontaktów prostujących oraz całkowicie przezroczystych tranzystorów MESFET na giętkich podłożach, w tym na folii i papierze. W przyszłości na bazie opracowanych przyrządów wytworzone zostaną zintegrowane telemedyczne systemy diagnostyki osobistej wykonane w formie elementów przyklejanych na skórę.

EN

The subject of work is an unique class of materials, namely transparent amorphous oxide semiconductors. These combine amorphous microstructure and optical transparency in visible wavelength spectrum with controllability of electrical conductivity, resulting in conductive to highly-resistive thin films. Within the work performed at the Instytut Technologii Elektronowej the technology of transparent and amorphous In-Ga-Zn-O thin films was elaborated. Understanding the mechanisms of the amorphous phase formation and structure-property correlation paradigm allows us to fabricate reliable Schottky barriers and fully transparent thin-film transistors on such flexible substrates as foil and paper. The performed work is the basis for future research concerning integrated autonomous Point-of-Care patch-like systems.

5

Analiza właściwości wybranych warstw typu TCO jako optycznych luster podczerwieni

Domaradzki J., Kaczmarek D., Wojcieszak D, Mazur M., Poniedziałek A., Głodek S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

20-23

PL

Cienkie warstwy przezroczystych tlenków przewodzących (TCO) oraz półprzewodnikowych (TOS) stanowią dobrze już znaną grupę materiałów o unikatowych właściwościach. Łączą one bardzo dobrą przezroczystość dla światła w zakresie widzialnym promieniowania optycznego z jednoczesnym dobrym przewodnictwem elektrycznym. Do najbardziej znaczących materiałów tego typu należą takie tlenki, jak SnO2, In2O3, ZnO. Niniejsza praca zawiera dyskusję oraz wyniki modelowania komputerowego, dotyczącego zastosowania przykładowych warstw TCO jako optycznych luster cieplnych. Przedyskutowano wpływ na położenie krawędzi absorpcji w zakresie podczerwieni takich czynników, jak koncentracja nośników swobodnych oraz grubość warstwy. Modelowanie komputerowe wykonano wykorzystując charakterystyki dyspersji zespolonego współczynnika załamania światła otrzymane dla warstw In2O3-SnO2 naniesionych metodą rozpylania magnetronowego.

EN

Transparent oxide conducting (TCO) and semiconducting (TOS) thin films are already well known group of unique materials with high transparency for light in the visible part of optical radiation and simultaneously sufficiently well electrical conduction. To the leading group of such materials belong such oxides like SnO2, In2O3, ZnO. TCO thin films with n-type of electrical conduction are commonly used in the construction of transparent electrodes in many, especially portable electronics devices. However, increasing of electrical conduction in TCO or TOS thin films is usually possible by an increase in free charge carriers concentration in such thin films that results in the appearance of reduced light transmission in the infrared region of electromagnetic waves. The present work consists discussion and results of computer designing and on application of exemplary TCO thin films as optical heat mirrors. Computer simulations were performed using complex refractive index dispersion data elaborated for In2O3-SnO2 deposited by magnetron sputtering method.

6

Investigation of structural, optical and electrical properties of (Ti,Nb)Ox thin films deposited by high energy reactive magnetron sputtering

Mazur M., Kaczmarek D., Prociow E., Domaradzki J., Wojcieszak D., Bochenski J

Materials Science Poland

|

2014

|

Vol. 32, No. 3

457--464

EN

In this work the results of investigations of the titanium-niobium oxides thin films have been reported. The thin films were manufactured with the aid of a modified reactive magnetron sputtering process. The aim of the research was the analysis of structural, optical and electrical properties of the deposited thin films. Additionally, the influence of post-process annealing on the properties of studied coatings has been presented. The as-deposited coatings were amorphous, while annealing at 873 K caused a structural change to the mixture of TiO2 anatase-rutile phases. The prepared thin films exhibited good transparency with transmission level of ca. 50 % and low resistivity varying from 2 Ωcm to 5×10−2 Ωcm, depending on the time and temperature of annealing. What is worth to emphasize, the sign of Seebeck coefficient changed after the annealing process from the electron to hole type electrical conduction.

7

Transparent electronics based on TiO2 : perspectives of development

Domaradzki J., Kaczmarek D.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 9

33-35

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.

8

Symulacje cienkowarstwowych tranzystorów polowych z kanałem z amorficznego In-Ga-Zn-O

Grochowski J., Kaczmarski J., Taube A., Kamińska E., Piotrowska A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 9

20-23

PL

W pierwszej części niniejszego opracowania, prezentujemy przegląd stanu wiedzy w dziedzinie symulacji tranzystorów cienkowarstwowych z kanałem z amorficznego In-Ga-Zn-O oraz wyniki naszych badań w tej materii. Symulacje numeryczne mogą być stosowane do przewidywania parametrów elektrycznych zaprojektowanych struktur TFT przed wytworzeniem rzeczywistych przyrządów. Seria czasochłonnych procesów technologicznych może być zastąpiona przez symulacje komputerowe mające na celu określenie takich parametrów fizycznych materiału, które zagwarantują uzyskanie pożądanych właściwości tranzystora TFT. W niniejszej pracy prezentujemy ponadto wyniki obliczeń numerycznych dotyczących wpływu grubości dielektryka oraz wymiarów geometrycznych kanału. Symulacje numeryczne mogą służyć jako dodatkowe narzędzie charakteryzacji materiałów i przyrządów, gdyż pozwalają na wizualizację wielkości fizycznych trudnych do zmierzenia. Są to między innymi rozkład koncentracji nośników ładunku w kanale TFT lub gęstości stanów w przerwie energetycznej półprzewodnika tlenkowego. W niniejszej pracy prezentujemy proces i wyniki podejścia łączącego metody analityczne i symulacje numeryczne, pozwalającego na ekstrakcję krzywej gęstości stanów (DoS) w funkcji energii.

EN

In this work we present an overview of various methods for amorphous In-Ga-Zn-O (a-IGZO) thin-film transistors (TFTs) simulations. We will also discuss limiting factors of their usability as well as the challenges which should be overcome to make progress. We give a description of the state of-the art in the area and present our recent results. We will present our results of effects of physical structure parameters such as channel thickness and dimensions on electrical I-V transfer characteristics. Secondly, numerical simulations may serve as additional characterisation tool, as they make it possible to extract physical quantities that are difficult to measure, such as density of states within semiconductor bandgap. These advantages mean that increased use of device simulation is expected for efficient development of a-IGZO TFTs. We will present a process of combined analytical and numerical simulation approach to the extraction of density of states (DoS) versus energy curve.

9

Przezroczysty amorficzny półprzewodnik tlenkowy Zn-Ir-Si-O

Grochowski J., Kamińska E., Kaczmarski J., Piotrowska A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 9

30-32

PL

W opracowaniu proponujemy nową technikę kontroli koncentracji dziur w warstwach Zn-Ir-O przy zachowaniu wysokiego poziomu transmisji optycznej. Prezentowane podejście polega na wprowadzeniu krzemu do cienkich warstw o strukturze spinelu w trakcie procesu osadzania. Dodanie tlenku krzemu o amorficznej mikrostrukturze do tlenku irydu zapobiega powstawaniu faz krystalicznych IrO2 wspomagając amorfizację oraz obniżając koncentrację swobodnych nośników. W zależności od stosunku Zn:Ir:Si:O uzyskano rentgenowsko amorficzne cienkie warstwy o przewodnictwie dziurowym. Najlepsze wyniki uzyskano dla próbek o składzie Zn3Ir8Si33O56. Materiał ten charakteryzował się opornością ρ = 0,6 Ωcm, koncentracją dziur p = 1•1018 cm-3 oraz ruchliwością µp = 2 cm2/Vs. Transmisja optyczna w zakresie widzialnym widma promieniowania elektromagnetycznego przekracza 70%, a szerokość przerwy energetycznej to 3,0 eV. Analiza HRTEM sugeruje, że ZnIrSiO składa się z nanoziaren Ir3Si i ZnIr2O4 zawieszonych w amorficznej matrycy.

EN

In this report, we propose a novel technique to control hole concentration in Zn-Ir-O thin films while retaining high optical transmission. Our approach relies on adding a controlled amount of silicon during thin spinel-type films deposition process. Addition of amorphous silicon oxide to iridium oxide is known to frustrate crystal growth of the latter one enhancing amorphization and lowering free carrier concentration. Depending on Zn:Ir:Si:O ratios, various p-type conductive XRD amorphous thin films were obtained. The best results were achieved for samples with a composition Zn3Ir8Si33O56, as obtained from RBS analysis. Transport properties were as follows: resistivity ρ = 0.6 Ωcm, hole concentration p = 2∙18 cm-3and mobility µ = 2 cm2/Vs. Optical transmission in the visible wavelength region is 70% and band gap width exceeds 2.6 eV. HRTEM analysis strongly suggests that ZnIrSiO is composed of Ir3Si, IrO2 and ZnIr2O4 nanograins embedded in an amorphous matrix.

10

Diody Schottky’ego i tranzystory MESFET na bazie In-Ga-Zn-O z przezroczystą bramką Ru-Si-O

Kaczmarski J., Grochowski J., Kamińska E., Taube A., Kozubal M., Jung W., Piotrowska A., Dynowska E.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 9

24-26

PL

Kontakty prostujące stanowią główny element w konstrukcji diod Schottky’ego i tranzystorów MESFET zapewniających niski pobór mocy układów scalonych i płaskich wyświetlaczy z aktywnymi matrycami. W niniejszej pracy proponujemy wytworzenie bariery Schottky’ego do a-IGZO w oparciu o przezroczysty tlenek przewodzący (ang. Transparent Conductive Oxide, TCO) Ru-Si-O. Skład atomowy i amorficzna mikrostruktura tego TCO są skuteczne w zapobieganiu reakcjom międzyfazowym w obszarze złącza, pozwalając na uniknięcie wstępnej obróbki powierzchni półprzewodnika. Kontakty Ru-Si-O/In-Ga-Zn-O zostały wykonane za pomocą reaktywnego magnetronowego rozpylania katodowego. Przedstawiamy wyniki badań nad wpływem składu chemicznego Ru-Si-O na właściwości elektryczne i optyczne kontaktu do a-IGZO. Określono okno procesowe wytwarzania Ru-Si-O, w którym warstwy tworzą przezroczystą barierę Schottky’ego do a-IGZO bez wstępnej obróbki powierzchni tego półprzewodnika. Przezroczysta bariera Schottky’ego została wykorzystana w konstrukcji tranzystora MESFET.

EN

In the following reposrt we propose utilization of transparenct conductive oxide as Schottky contact to transparent amorphous oxide semiconductor. Ru-Si-O Schottky contacts to In-Ga-Zn-O have been fabricated by means of reactive sputtering without neither any annealing processes nor semiconductor surface treatments. The ideality factor, effective Schottky barrier height and rectification ratio are equal to < 2, > 0.9 eV and 105 A/A, respectively. We employed Ru-Si-O/In-Ga-Zn-O Schottky barriers as gate electrodes for In-Ga-Zn-O metal-semiconductor field-effect transistors (MESFETs). MESFET devices exhibit on-to-off current ratio at the level of 103 A/A in a voltage range of 2 V and subthreshold swing equal to 420 mV/ dec. Channel mobility of 7,36 cm2/Vs was achieved.

11

Properties of thin films of high-k oxides grown by atomic layer deposition at low temperature for electronic applications

Gieraltowska S., Wachnicki Ł., Witkowski B. S., Godlewski M., Guziewicz E.

Optica Applicata

|

2013

|

Vol. 43, nr 1

17--25

EN

Thin films of high-k oxides are presently used in semiconductor industry as gate dielectrics. In this work, we present the comparison of structural, morphological and electrical properties of binary and composite layers of high-k oxides that include hafnium dioxide (HfO2), aluminum oxide (Al2O3) and zirconium dioxide (ZrO2). We deposit thin films of high-k oxides using atomic layer deposition (ALD) and low growth temperature (60–240 °C). Optimal technological growth parameters were selected for the maximum smoothness, amorphous microstructure, low leakage current, high dielectric strength of dielectric thin films, required for gate applications. High quality of the layers is confirmed by their introduction to test electronic structures, such as thin film capacitors, transparent thin film capacitors and transparent thin film transistors. In the latter structure we use semiconductor layers of zinc oxide (ZnO) and insulating layers of high-k oxide grown by the ALD technique at low temperature (no more than 100 °C).

12

Powłoki wielofunkcyjne na bazie nanokrystalicznego TiO2

Wojcieszak D., Kaczmarek D., Domaradzki J., Mazur M., Baniewicz K., Prociów E., Mazur P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 1

10-12

PL

W ostatnich latach tlenki metali są bardzo intensywnie badane ze względu na ich liczne zalety. Artykuł przedstawia najważniejsze kierunki rozwoju nanokrystalicznych tlenków na bazie TiO₂. Zdefiniowane zostały podstawowe pojęcia takie jak np.: warstwa nanokrystaliczna, wielofunkcyjna oraz funkcjonalna. Dzięki zastosowaniu zmodyfikowanego procesu rozpylania magnetronowego zostały wytworzone cienkie warstwy tlenków o unikatowych właściwościach. Właściwości te są pożądane ze względu na ich zastosowanie: np. nanokrystaliczna struktura o rozmiarach krystalitów nawet poniżej 10 nm. W szczególności omówiono takie cechy nanokrystalicznych powłok na bazie TiO₂ jak np.: zwiększona twardość i odporność na ścieranie.

EN

In the recent years metallic oxides have been intensively studied due to their numerous advantages. The article presents the most important directions in development of nanocrystalline oxides based on TiO₂. The basic concepts which have been defined are: nanocrystalline, multifunctional and functional films. Due to the application of the modified magnetron sputtering process, the thin films of oxides with unique properties have been produced. These properties are desired because of their application e.g. the nanocrystalline structure of crystallite sizes even below 10 nm. The properties of nanocrystalline coatings, such as increased hardness and wear resistance have been particularly discussed.

13

Właściwości hydrofilowe przezroczystych i półprzewodzących cienkich warstw tlenków Ti-V do zastosowań w transparentnej elektronice

Sieradzka K., Domaradzki J., Adamiak B., Baniewicz K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 7

97-98

PL

W pracy omówiono właściwości nanokrystalicznych cienkich warstw tlenków Ti-V, które wytworzono zmodyfikowaną metodą rozpylania magnetronowego. Na podstawie pomiarów właściwości optycznych i elektrycznych pokazano, że warstwy te mają dużą przezroczystość dla światła oraz są półprzewodnikami w temperaturze pokojowej. Oprócz tego, jak wykazano w artykule, tlenki Ti-V wykazują również zdolność zwilżania powierzchni dla wody na poziomie ok. 64°. Dzięki temu, warstwy te mogłyby znaleźć zastosowanie jako przezroczyste, półprzewodzące powłoki o właściwościach hydrofilowych.

EN

In this work the properties of nanocrystalline Ti-V oxide thin films prepared by a modified magnetron sputtering method have been outlined. Based on optical and electrical investigation it has been presented that these films have high transparency to light and are semiconducting properties at room temperature. In addition, as shown in the article, Ti-V oxide thin films also exhibit the ability to wet the surface to water at about 64°. Thus, this mixture of oxides could be used as a transparent, semiconductive coating with hydrophilic properties.