Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of surface properties of Ti-Cu-Ox gradient thin films using AFM and XPS investigations

Kotwica T., Domaradzki J., Wojcieszak D., Sikora A., Kot M., Schmeisser D.

Materials Science Poland

|

2018

|

Vol. 36, No. 4

761--768

EN

The paper presents results of investigations on surface properties of transparent semiconducting thin films based on (Ti-Cu)oxide system prepared using multi-magnetron sputtering system. The thin films were prepared using two programmed profiles of pulse width modulation coefficient, so called V- and U-shape profiles. The applied powering profiles allowed fabrication of thin films with gradient distribution of Ti and Cu elements over the thickness of deposited layers. Optical investigations allowed determination of transparency of prepared films that reached up to 60 % in the visible part of optical radiation, which makes them attractive for the transparent electronics domain. Surface properties investigations showed that the surface of mixed (Ti-Cu)oxides was sensitive to adsorption, in particular to carbon dioxide and water vapor. Soft etching with argon ions resulted in surface cleaning from residuals, however, deoxidation of Cu-oxide components was also observed.

2

Analiza właściwości strukturalnych oraz powierzchni cienkiej warstwy mieszaniny tlenków (Ti-Cu) Ox z liniowym gradientem rozkładu pierwiastków

Kotwica T., Domaradzki J., Kaczmarek D.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2018

|

Vol. 59, nr 7

23--26

PL

Niniejsza praca przedstawia wyniki badań powierzchni oraz struktury cienkich warstw (Ti-Cu)Ox wytworzonych metodą rozpylania magnetronowego. Cienkie warstwy zostały wytworzone w takie sposób, aby uzyskać gradientową zmianę koncentracji miedzi w funkcji grubości osadzonej warstwy. Analiza powierzchni wykazała, że wytworzone warstwy były jednorodne oraz wykazywały chropowatość na poziomie kilku nanometrów. Przeprowadzone analizy potwierdziły zadany liniowy gradient rozkładu miedzi w całej objętości cienkiej warstwy. Badania wykonane za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego wykazały, że warstwa zbudowana była z cienkiego, około 30 nm obszaru amorficznego przy podłożu oraz ze znacznie szerszego, około 280 nm obszaru, w którym obserwowano wzrost kolumnowy.

EN

The present paper shows the results of surface investigations of the (Ti-Cu)Ox thin film layer fabricated by the magnetron sputtering. Thin films were prepared in order to achieve gradient change of the cooper concentration in the function of the thickness of the deposited layers. Analysis of the surface showed, that deposited films were homogenous and the roughness value were at the range of few nanometers. Conducted analysis of the films proved the linear gradient distribution of the cooper in the volume of the thin films. The measurements conducted with the help of transmission electron microscope showed, that the layer was composed from thin, ca. 30 nm thick amorphous area near the substrate and much larger, ca. 280 nm, where the fibrous grow was observed.

3

Analiza właściwości antystatycznych mieszanin tlenków Hf oraz Ti o małej zawartości tytanu

Pastuszek R., Mazur M., Kotwica T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2018

|

Vol. 59, nr 7

20--22

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości antystatycznych cienkich warstw mieszanin tlenków tytanu (TiO₂) oraz hafnu (HfO₂). Warstwy naniesione zostały w procesie rozpylania magnetronowego na podłoża z krzemionki amorficznej (SiO₂). Otrzymano warstwy HfO₂ oraz HfO₂ z dodatkiem Ti w ilości 4% at., 13% at. oraz 28% at. Pomiary metodą XRD wykazały, że warstwy miały nanokrystaliczną strukturę, a średni rozmiar krystalitów wyniósł ok. 6 nm. Najmniejszą rezystywnością cechowała się warstwa HfO₂, największą zaś warstwa o zawartości 28% at. Ti. Wzrost zawartości atomowej tytanu w warstwie powodował zwiększenie rezystywności warstwy. Zmierzono czasy rozpraszania ładunku statycznego z powierzchni warstw przy polaryzacji ładunkiem dodatnim o napięciu 7 kV. Najkrótszy czas rozpraszania ładunku do 10% wartości początkowej uzyskano dla warstwy HfO₂, a najdłuższy dla warstwy zawierającej 28% at. Ti. Korelacja wyników pozwoliła na zaobserwowanie, że wraz ze wzrostem rezystywności warstw wydłużał się czas rozpraszania ładunku.

EN

In this paper antistatic properties of mixed titanium and hafnium oxides were investigated. Thin films of mixtures were deposited on SiO₂ substrates using magnetron sputtering processes. XRD results showed that investigated thin films had nanocrystalline structure. Crystallites size was equal to ca. 6 nm for all samples. The lowest resistivity was obtained for hafnia thin film and the highest for HfO₂ with 28 at. % of Ti. Results showed that resistivity increased with the amount of Ti in mixed oxides. Static charge dissipation time measurements were analyzed. Dissipation time increased with an increase of Ti amount. Results demonstrated in this paper showed a good corellation beetwen charge decay time and resistivity of investigated thin films. Decay times increased alongside of resistivity value.

4

Właściwości antystatyczne nanokrystalicznych cienkich warstw na bazie tlenków tytanu i kobaltu

Pastuszek R., Wojcieszak D., Obara K., Kotwica T., Domanowski P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2017

|

Vol. 58, nr 7

14--17

PL

W pracy przeanalizowano właściwości cienkich warstw mieszanin tlenków TiO2-CoO. Warstwy zostały naniesione na podłoża SiO2 metodą rozpylania magnetronowego z wykorzystaniem wielotargetowego stanowiska. Zastosowanie metody modulacji szerokości impulsu (ang. Pulse Width Modulation) dla targetu kobaltowego miało wpływ na otrzymane rezultaty badań. Zastosowane zostały różne profile zmian współczynnika PWM, tj. o kształcie liniowym, V oraz U. Mikrostruktura warstw określona została na podstawie dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) a skład materiałowy za pomocą mikroanalizy rentgenowskiej (EDS). Badania XRD wykazały, że warstwy naniesione z profilem liniowego narostu PWM oraz z profilem typu V były amorficzne. Dla zmiany PWM w kształcie litery U uzyskano nanokrystaliczną warstwę o strukturze rutylu. Badania EDS wykazały z kolei, że otrzymane warstwy będące mieszaniną tlenków tytanu i kobaltu mają bardzo zbliżony skład. Właściwości antystatyczne określone zostały na podstawie pomiaru czasu rozpraszania ładunku zgromadzonego na powierzchni warstwy. W celach porównawczych zbadana została również pojedyncza warstwa TiO2. Zastosowanie mieszaniny tlenków pozwoliło na uzyskanie znacznie krótszych czasów rozpraszania. Zastosowanie gradientu rozmieszczenia pierwiastków w warstwie spowodowało zróżnicowanie czasów rozpraszania dla mieszanin tlenków. Jedynie warstwa naniesiona z profilem PWM w kształcie litery U była antystatyczna. Zmierzona została również rezystancja powierzchniowa dla wszystkich próbek. Zastosowanie mieszanin TiO2-CoO spowodowało zmniejszenie rezystancji w stosunku do TiO2, a zmiany PWM spowodowały ponadto różnice w rezystancji dla warstw będących mieszaniną tlenków tytanu i kobaltu.

EN

In this work properties of mixed oxides films based on TiO2-CoO were analyzed. Coatings were deposited on SiO2 substrates by magnetron sputtering with the use of multitarget stand. Application of Pulse Width Modulation (PWM) method for cobalt target influenced on obtained results. Various types of PWM profiles were applied, i.e. linear, V- and U-shape. Microstructure of thin films were determined based on x-ray diffraction (XRD), while the material composition was assessed by x-ray microanalysis (EDS). XRD measurements showed that thin films deposited with linear and V-shape of PWM profiles were amorphous, whereas these of U-shape had nanocrystalline rutile structure. EDS research revealed that deposited coatings had very similar overall material composition. Antistatic properties as ability to dissipate static electricity were investigated. Additionally, udnoped TiO2 were measured in the same experimental conditions and collected results were compared with those for composite coatings in relation to their antistatic properties. Composite thin films dissipated static electricity a lot faster than TiO2 layer. Sheet resistance was also measured. Thin films based on TiO2-CoO had lower resistance as-compared to TiO2. Various shape of PWM profiles used in magnetron sputtering processes caused differences in sheet resistance of composite thin films.

5

Memrystor : brakujący element elektroniczny

Domaradzki J., Kaczmarek D., Wojcieszak D., Mazur M., Poniedziałek A., Kotwica T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 7

9--11

PL

Określenie memrystor odnosi się do klasy dwukońcówkowych, pasywnych elementów elektronicznych, charakteryzujących się nieliniową zależnością prądowo-napięciową z pętlą histerezy oraz zdolnością do zapamiętywania swojego stanu (oporu elektrycznego) [1]. Właściwości memrystorów opisane zaostały w pracy Leona Chua w 1971 roku [2]. Jednakże prawdziwy rozgłos memrystor zyskał w 2008 roku za sprawą publikacji naukowców z laboratoriów firmy Hewlett Packard [3]. Odkrycie memrystora zweryfikowane zostało następnie krytycznie w 2015 roku. Niniejsza praca zawiera przegląd dotyczący podstawowych właściwości i potencjalnego zastosowania memrystorów. W artykule zamieszczono również przykłady właściwości cienkowarstwowych struktur na bazie tlenków metali przejściowych, dla których obserwowany jest efekt histerezy na charakterystykach prądowo-napięciowych.

EN

Memristor describes a class of two terminal, passive electronics elements with non-linear current to voltage characteristics in the form of pinched hysteresis loop and ability to remember its state (resistance) [1]. The properties of memristors were described in the work by Leon Chua in 1971 [2]. But, a real fame it gained in 2008 after publication of scientists from Hewlett Packard [3]. The discovery of memristor was then critically verified in 2015. Present work contains a short review of basic properties and possible applications of memristors. In the paper some exemplary results of electrical properties of thin film structures based on transition metal oxides for which a hysteresis loop has been observed in I-V dependence were also presented.