Nanomeeting

 
 

Вход

Личные сообщения

Вы не авторизованы.

RSS-лента

 Хотите первыми получать новости с сайта NanoPlatfom.by? Это очень просто. Подпишитесь на RSS ленту. 

Подписаться на новости NanoPlatform.By

Литература

Министерство образования Республики Беларусь Nanomeeting - 2011 Микроэлектроника

Ссылки

Министерство образования Республики Беларусь Nanomeeting - internatiol conference Национальная академия наук Беларуси Государственный комитет по науке и технологиям ВАК - Высшая аттестационная комиссия

Наноструктурированный ксерогель танталата висмута стронция, полученный золь-гель методом

Сегнетоэлектрические перовскиты находят разнообразное применение в опто- и микроэлектронике, для оптических и фотонных устройств благодаря широким запрещенным зонам, большим электрон-оптическим и нелинейным оптическим коэффициентам, высокой диэлектрической проницаемости и спонтанной поляризации. При этом меньше внимания было уделено синтезу нанотекстурированных перовскитов. Одним из способов получения нанотекстурированных материалов является золь-гель синтез в пористом анодном оксиде алюминия (ПАОА). Матрица ПАОА уменьшает размер зерна внедренных композитов, при этом морфология и структура многих из них еще не были исследованы. Некоторые перовскиты, такие как титанат стронция, танталат висмута стронция (ТВС), а также нанотекстурированный оксид алюминия являются радиационно-стойкими материалами, что стимулирует дополнительный интерес к золь-гель синтезу перовскитов в ПАОА. Существует несколько структурных модификаций перовскита ТВС при различных методах синтеза. В данной работе представлены результаты исследования ксерогелей ТВС, полученных золь-гель методом на монокристаллическом кремнии и на пленках ПАОА с использованием растровой электронной микроскопии (РЭМ) и дифракции рентгеновских лучей (ДРЛ).

Спектр ДРЛ показывает кристаллическую структуру 7-слойной пленки ксерогеля толщиной 90 нм, полученной на монокристаллическом кремнии, в результате термообработки при 700 °С и 800 °С (рис. 1).

a

b

Рисунок 1. Спектры ДРЛ ксерогеля ТВС, полученного на монокристаллическом кремнии отжигом в течение 30 мин при 700 °С (a) и 800 °С (b).

Спектры ксерогелей с различным избыточным количеством висмута, термически обработанных при одинаковой температуре, идентичны. Спектры ксерогелей показывают наличие доминирующей фазы Bi2SrTa2O9 (в соответствии с PDF00-049-0609) (рис. 1a,b). Вторичная фаза Bi2SiO5 (PDF 00-036-0288) наблюдается для образцов термической обработанных при 700 °С (рис. 1а), и не присутствует для образца, термически обработанного при 800 °С (рис. 1b). Фаза Bi2SiO5 (PDF 00-036-0288) может формироваться на границе раздела пленка ТВС/подложка в результате взаимодействия избытка висмута в ксерогеле с окисленным кремнием. Таким образом, этот эффект не является результатом наличия избыточного количества висмута и зависит только от температуры термообработки.

Результаты исследований с использованием РЭМ свидетельствуют о том, что пленки ПАОА состоят из гексагональных ячеек размером приблизительно 200 нм с порами диаметром 90-100 нм (рис. 2). Светлый слой между ПАОА и кремниевой подложкой – это анодированный тантал, с выступами оксида тантала слегка проникающими в основания пор вследствие расширения объема материала в процессе анодирования. Тонкий барьерный слой анодного оксида алюминия, толщиной приблизительно 50 нм, покрывающей выступы оксида тантала, также наблюдается на микрофотографиях. Осаждение пяти слоев ксерогеля приводит к равномерному распределению золь-геля в объеме пор (рис. 2a,b). Микрофотографии РЭМ, полученные в режиме регистрации обратно-рассеянных электронов при ускоряющем напряжении 1 кВ, позволяют наблюдать распределение ксерогеля вследствие Z-контраста с матрицей ПАОА. Составляющие ксерогеля, имеющие более светлый вид на изображении, агрегируют скорее, чем равномерно заполняют объем пор; ксерогель равномерно покрывает стенки и основания пор, оставляя устья пор открытыми. Осаждение десяти слоев ксерогеля приводит к заполнению большей части объема пор (рис. 2c,d).

 

a                                              b

 

c                                              d

Рисунок 2. РЭМ изображения пленки ПАОА с ксерогелем, полученным на монокристаллическом кремнии после отжига при температуре 700 °С в течение 40 мин: (a), (b) после осаждения 5 слоев ксерогеля; (c), (d) после осаждения 10 слоев ксерогеля; (a), (c) регистрация вторичных и (b), (d) регистрация обратно-рассеянных электронов.

Наноструктурированные ксерогели ТВС были изготовлены с использованием золь-гель метода в ПАОА на подложке из монокристаллического кремния. Фазовый состав пленки состоит из основной фазы Bi2SrTa2O9, полученной после отжига при температуре 800 °С и вторичной фазы Bi2SiO5, наблюдаемой после отжига при сравнительно низкой температуре 700 °С. Ксерогель ТВС заполняет весь объем пор ПАОА с порами диаметром 90-100 нм после осаждения десяти слоев. Сравнение фазового состава ксерогеля ТВС, получаемого на монокристаллической кремниевой подложке и в наноразмерных порах анодного оксида алюминия требует дальнейших исследований.

 

Сайт сделан в Центре Наноэлектроники и Новых Материалов, НИЧ БГУИР, по заказу Министерства Образования РБ.