Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of surface properties of semiconducting (Ti,Pd,Eu)Ox thin films

Wojcieszak D., Kaczmarek D., Domaradzki J.

Opto-Electronics Review

|

2016

|

Vol. 24, No. 1

15--19

EN

In this paper an analysis of the surface properties of (Ti,Pd,Eu)Ox thin films prepared by magnetron sputtering has been described. In particular, the results of composition and structure investigations were studied in relation to the surface state and optical properties. It was found that (Ti,Pd,Eu)Ox film was nanocrystalline and had a rutile structure. The average crystallites size was equal to 7.8 nm. Films were homogeneous and had densely packed grains. Investigation of the surface properties by XPS showed that titanium was present at 4+ state (in the TiO2 form), palladium occurred as PdO2 (also at 4+ state), while europium was in Eu2O3 form (at 3+ state). In comparison with the unmodiffied TiO2, the coating with Pd and Eu additives had a rather high transparency (approx. 47%) in the visible light range, its optical absorption edge was shifted towards into the longer wavelengths (from 345 nm to 452 nm), and the width of optical energy gap Egopt was nearly twice lower (1.82 eV). Besides, the resistivity of (Ti,Pd,Eu)Ox at room temperature was 1×103 Wcm. In the case of the film as-deposited on Si substrate (p-type) the generation of photocurrent as a response to light beam excitation (λexc = 527 nm) was observed.

2

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.

3

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.

4

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.

5

Charakteryzacja i właściwości przezroczystych warstw półprzewodnikowych na bazie mieszaniny tlenków tytanu i wanadu dla transparentnej elektroniki

Domaradzki J., Kaczmarek D., Sieradzka K., Mazur M., Wojcieszak D., Morgiel J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 10

21-23

PL

Na przestrzeni ostatnich dwóch dekad można było zauważyć znaczny wzrost zainteresowania badaniami naukowymi, dotyczącymi wytwarzania oraz badania właściwości nowego typu nieorganicznych materiałów tlenkowych o takich unikatowych właściwościach, jak duża przezroczystość w zakresie widzialnych fal świetlnych oraz duże przewodnictwo elektryczne o elektronowym lub dziurawym typie w temperaturze pokojowej. Wprawdzie takie materiały, jak SnO2 czy In2O3 są dobrze znane od wielu lat, jednakże nawet obecnie są one stosowane prawie wyłącznie jako przezroczyste elektrody. Przez wiele lat brak dobrze przewodzących i przezroczystych materiałów o dziurawym typie przewodnictwa elektrycznego stanowił poważne ograniczenie w możliwości wytwarzania w całości przezroczystych elementów złączowych, które są podstawą działania urządzeń elektronicznych, jak diody czy tranzystory. Dopiero prace wykonane w latach 90. u.b.w. przyczyniły się do powstania nowej dziedziny naukowej, która łączy nowoczesną elektronikę tlenkową oraz fotonikę – transparentną elektronikę. Przegląd literatury światowej pokazuje, że obecne prace badawcze wciąż koncentrują się jeszcze na poszukiwaniu nowych materiałów tlenkowych, w szczególności takich, które mogłyby w przyszłości zastąpić tlenki na bazie indu. W niniejszej pracy opisano elektryczne i optyczne właściwości cienkich warstw w postaci mieszaniny tlenków tytanu i wanadu wytworzonych metodą rozpylania magnetronowego. Analiza wyników uzupełniona badaniami metodą dyfrakcji rentgenowskiej oraz za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego pokazała, że przez dobór ilości tytanu i wanadu możliwe jest wytwarzanie przezroczystych i półprzewodnikowych cienkich warstw o elektronowym lub dziurawym typie przewodnictwa elektrycznego, które w przyszłości mogłyby znaleźć zastosowanie w transparentnej elektronice.

EN

During last two decades one can see significant increase in the works concerning preparation and characterizattion of a new kind of inorganic oxide-based materials with such unique properties as high transparency in the visible light range and high electrical conductivity of either electron or hole type in a room temperature. Although, some of such materials, like SnO2 or In2O3 have been quite well known for years, but even today they are applied mostly for preparation of transparent n-type electrical contacts. For years the lack of well conductive, transparent p-type materials has limited the preparation of the whole transparent electronics junctions which are the fundamental blocks needed for realization of diodes or transistors. The works concerned mostly in Japan in 90’ of last century have contributed to establishment of new scientific domain that join modern oxide electronics and photonics – transparent electronics. The survey of world literature shows, that at present main scientific works are focused still on searching for new materials, especially those that would replace toxic indium-based oxides. This paper describes the electrical and optical properties of thin films of mixtures of vanadium and titanium oxides prepared by magnetron sputtering. The analysis supported by examination with the aid of x-ray diffaction and transmission electron microscopy has shown that by a selection of the quantity of components it is possible to prepare well transparent and semiconducting thin films with either p or n-type conduction, which may find future application in transparent electronics.

6

Optical and electrical properties of TiO2 doped with Tb and Pd

Domaradzki J., Kaczmarek D., Prociow E. L., Borkowska A., Berlicki T., Sieradzka K.

Materials Science Poland

|

2008

|

Vol. 26, No. 1

143--147

EN

Optical and electrical properties of TiO2 doped with 0.6 at. % Tb and 9 at. % Pd have been investigated. Thin films were deposited by low pressure hot target reactive sputtering from a metallic Ti-Tb-Pd mosaic target on silicon and glass substrates. Total concentration of Tb and Pd was determined using an energy disperse spectrometer. Optical properties were studied by means of optical transmission. It has been shown that Tb dopant does not make any significant changes in the transmission level. Pd dopant shifts the fundamental absorption edge of TiO2 towards longer wavelengths and decreases the transmission to about 40%. For electrical characterization of the prepared thin films, temperature dependent resistivity and current-voltage (I-V) characteristics have been examined. It has been shown that incorporation of Pd and Tb into TiO2 matrix modifies its properties allowing one to obtain p-type oxide-semiconductor electrically and optically active at room temperature. Additionally, based on I-V measurements, the formation of heterojunction at the interface of thin film-silicon was confirmed.

7

Anisotropic strain relaxation and surface morphology related to asymmetry in the formation of misfit dislocations in InGaAs/GaAs heterostructures

Gelczuk Ł., Dąbrowska-Szata M., Serafińczuk J., Masalska A., Łusakowska E., Dłużewski P.

Materials Science Poland

|

2008

|

Vol. 26, No. 1

157--166

EN

Partially relaxed InGaAs/GaAs heterostructures with a small lattice mismatch (less than 1%), grown by metalorganic vapour-phase epitaxy have been studied by the transmission electron microscopy, atomic force microscopy as well as X-ray diffractometry. A regular network of 60st.?misfit dislocations formed at the (001) interface in two orthogonal <110>?crystallographic directions has been revealed. A close correspondence between distribution of the interfacial misfit dislocations and undulating surface morphology in the form of a characteristic cross-hatch pattern has been observed. The structural analysis applied for the samples oriented either in [110] or [110] perpendicular directions, using reciprocal lattice mapping, revealed anisotropic strain relaxation, related to the asymmetry in the formation of alfa ?and beta ?misfit dislocations along these both directions, respectively.

8

Wpływ składu materiałowego na przewodnictwo elektryczne cienkich warstw otrzymanych na bazie TiO2

Prociów E., Domaradzki J., Borkowska A., Kaczmarek D., Berlicki T., Adamiak B., Sieradzka K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 1

32-34

PL

Przedstawiono wpływ składników materiałowych na właściwości elektryczne cienkich warstw otrzymywanych na bazie TiO2. Wytwarzanie przepuszczalnych dla światła warstw o właściwościach półprzewodnikowych o zadanym typie przewodnictwa elektrycznego, jest podstawowym wymaganiem przy realizacji przyrządów z przezroczystymi złączami. Do wytwarzania cienkich warstw tlenków zastosowano zmodyfikowaną metodę rozpylania magnetronowego. Cienkie warstwy były nakładane na podłoża szklane, w atmosferze czystego tlenu z metalicznych, mozaikowych targetów: Ti-Pd, Ti-Co-Pd i Ti-V-Pd. Z termoelektrycznych pomiarów d.c. elektrycznej rezystywności (ρ dc) w zakresie temperatur od 300 do 500 K określono: wartość współczynnika Seebecka (S) i energia aktywacji (Wρ) oraz. omówiono mechanizmy przewodnictwa elektrycznego, zachodzące w wytworzonych warstwach tlenkowych.

EN

In this work, influence of composition on electrical conduction type of doped TiO2 thin films has been presented. Fabrication of transparent oxide semiconductors (TOSs) with a desired type of electrical conduction is a fundamental requirement in the realization of junction based transparent devices. For manufacturing thin film oxides modified magnetron sputtering was used. Thin films were deposited in stable oxygen plasma onto glass substrates from metallic mosaic targets: Ti-Pd, Ti-Co-Pd and Ti-V-Pd. From thermoelectrical measurements the d.c. electrical resistivity (ρ dc) from 300 K to 500 K, values of Seebeck coefficient (S) and the activation energies (Wρ) were determined and mechanisms of electric conduction in prepared thin films were discussed.

9

Influence of post annealing on optical and structural properties of Eu and Pd-doped TiO2 thin films

Domaradzki J., Borkowska A., Kaczmarek D., Podhorodecki A., Misiewicz J.

Optica Applicata

|

2007

|

Vol. 37, nr 1-2

51-56

EN

This work presents optical and structural characterization of europium and palladium doped titanium dioxide thin films prepared by modified magnetron sputtering. The metallic Eu and Pd dopants have been co-sputtered from a base Ti target (mosaic target) and deposited on SiO2 substrates. After the deposition samples were additionally annealed in air ambient for 2 hours at the temperatures of 200 °C, 400 °C, 600 °C and 800 °C, respectively. Structural properties of TiO2:(Eu, Pd) thin films were examined using X-ray diffraction (XRD). XRD patterns recorded after thermal treatment showed the dominating TiO2-rutile phase, independently of the temperature of annealing. Optical properties were studied as defined by optical transmission. It has been shown, that doping shifts the fundamental absorption edge of TiO2 toward the longer wavelength range. As the samples were additionally annealed the band gap widening has been observed from 1.7 eV, for as deposited sample up to 2.31 eV for those annealed at 800 °C.