Технология получения тонких плёнок Nb2o5

К. И Семененко, студент гр. НТ-081, М.А.Каширин, О. В. Стогней

Кафедра физики твердого тела

Исследована технология получения тонких пленок Nb₂O₅ методом ионно-лучевого распыления мишени, состоящей из навесок чистого Nb₂O₅ полученных по керамической технологии. Рентгенографические исследования показали, что спеченные навески состоят из однофазного Nb₂O₅.

Получение пленок проводилось двумя способами:

• ионно-лучевым распылением мишеней в среде инертного газа;

• реактивным ионно-лучевым распылением мишеней в смешанной атмосфере (добавление кислорода в область мишени).

У становлено, что независимо от способа получения пленки, находящиеся в исходном состоянии, являются рентгеноаморфными. Это следует из анализа дифрактограмм (рис. 1), на которых имеются широкие максимумы (гало) в области малых углов и отсутствуют пики, которые не совпадали бы с пиками от ситалловой подложки, на которой находились образцы.

В

Рис. 1. Дифрактограммы исходных пленок Nb₂O_5.

Все пики на дифрактограммах принадлежат ситалловой подложке.

се образцы, подвергались отжигу на воздухе при 300, 450 и 600 ^oC. В результате отжига при 600 ^oC пленка кристаллизуется, о чем свидетельствует появление пиков на дифрактограммах (рис. 2).

В

Рис. 2. Дифрактограммы отожженных пленок Nb₂O₅

пленках, полученных реактивным распылением, формируется стехиометричная фаза Nb₂O₅ Пленки, полученные в среде инертного газа, имеют в своем составе не только фазу Nb₂O₅ (рис. 2), но и фазу, близкую к Nb₄O₅. Это можно объяснить нехваткой кислорода при формировании пленки, так как часть кислорода из навесок может откачиваться системой создания и поддержания вакуума в рабочей камере. Прочие пики на дифрактограммах соответствуют структуре подложке (ситалл), на которую напылялась тонкая пленка.

В работе представлены данные о структурном анализе исходных и поэтапно отжигаемых пленок. Представлен подбор структур Nb₂O₅ используя пакет DIFFRAC.EVA.V2.1.

УДК 538.9

Исследование частотной зависимости импеданса в многослойных гетерогенных структурах на основе композита (Co40Fe40b20)33,9(SiO2)66,1

Л.И. Янченко, В.С. Шацких, студент гр. ТФ-081, Каширин М.А, инженер.

Кафедра физики твердого тела

В многослойных пленках магнитный металл – полупроводник (диэлектрик) с толщинами слоев 1-5 нм возникает магнитное упорядочение между магнитными слоями. Если в качестве магнитного материала взять композит, находящийся в суперпарамагнтином состоянии, а в качестве прослоек немагнитный полупроводник, то при определенной толщине прослойки наблюдается возникновение магнитного упорядочения. С ростом толщины прослойки магнитная связь ослабевает. В предыдущих работах [1] было показано, что результаты магнитных измерений коррелируют с данными о элетросопротивлении многослойной системы на постоянном токе.

В данной работе были исследованы зависимости комплексного электрического сопротивления Z (Рис. 1) от частоты переменного тока и частотные зависимости угла сдвига фаз комплексного электрического сопротивления φ (Рис. 2) для многослойного композита [(Co₄₀Fe₄₀B₂₀)_33.9(SiO₂)_66.1]/[Bi₂Te₃]₁₀₁ в диапазоне частот 25 Гц < f < 1 МГц.

Рис. 1. Частотные зависимости комплексного электрического сопротивления от переменного тока для [(Co40Fe40B20)33.9(SiO2)66.1]/[Bi2Te3]101 c различной толщиной полупроводника	Рис. 2. Частотные зависимости угла сдвига фаз комплексного электрического сопротивления для композитов [(Co40Fe40B20)33.9(SiO2)66.1]/[Bi2Te3]101 c различной толщиной полупроводника

Для большинства композитов комплексное сопротивление не изменяется с ростом частоты переменного тока и лишь для образцов с толщиной немагнитного слоя менее 0.7 нм наблюдается частотная зависимость. Уменьшение Z и изменение φ является следствием частотной зависимости емкостной составляющей комплексного электрического сопротив­ления. Данный результат отражает тот факт, что многослойные материалы, состоящие из доперколяционого композита металл-диэлектрик содержат наночастицы металлического сплава, расположенные в изоляционной матрице и не контактирующие друг с другом. Каждую пару металлических наногранул, разделенных диэлектриком, можно считать как «наноемкость». Тогда весь композит можно рассматривать как совокупность большого количества «наноемкостей», соединенных друг с другом. На постоянном токе проводимость такого композита низкая и определяется электропереносом через диэлектрические прослойки. Уменьшение угла  до нуля при увеличении концентрации металлической фазы происходит, так как начинает возникать непосредственный контакт между отдельными наногранулами.

Литература

1. Влияние температуры на электрические и магнитные свойства мультислойных структур на основе композита (Co₄₀Fe₄₀B₂₀)_33,9(SiO₂)_66,1 / О.В. Дунец, Ю.Е. Калинин, М.А. Каширин, А.В. Ситников // Вестник ВГТУ. - 2012. - Т. 8. - № 2. - С. 65-69.

УДК 621.315.57:537312.62