Статья

Название статьи УФ-СЕНСОР НА ОСНОВЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК ZnO, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ AACVD
Автор О.А. Агеев, Чон-Гол Юн, Е.Г. Замбург, Ю.Н. Варзарев, В.Н. Джуплин, Д.А. Голосов, Д.А. Хахулин
Рубрика РАЗДЕЛ II. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
Месяц, год 09, 2015
Индекс УДК 621.383.45
DOI
Аннотация Сенсоры УФ-излучения являются важными элементами многих систем в оборонной, авиакосмической и ряде других областей, что влечет за собой стремление повысить чувствительность и надежность, а также снизить стоимость устройства, за счет использования новых подходов к получению активного слоя сенсора. Представлены результаты исследования по разработке сенсора УФ-излучения на основе нанокристаллических пленок ZnO с высокой фоточувствительностью. В качестве метода получения пленок использовались осаждения из парогазовой фазы с участием аэрозоля (AACVD). С помощью изменения температуры и типа подложки контролировалась кристаллографическая структура пленки ZnO, что отражалось в изменении фоточувствительности. Было изготовлено восемь образцов в диапазоне температур 300–450°С на аморфном оксиде индия-олова (ITO), монокристаллическом кремнии и монокристаллическом сапфире. Получены рентгеновские дифрактограммы нанокристаллических пленок ZnО. Сделаны выводы о влиянии используемой подложки и параметров процесса осаждения на кристаллографическую структуру пленки. Измерены ВАХ и токовременные характеристики полученных образцов. Обнаружена связь между кристаллической структурой пленки и откликом на УФ-излучение. Предполагаемая причина разницы в изменении сопротивления пленок, полученных при различных температурах, – различия в размере зерен и характере их границ. Полученные результаты позволяют сделать вывод об оптимальных режимах формирования пленки ZnO для сенсора УФ-излучения методом AACVD. Кроме того, проведено сравнение полученного сенсора с устройствами, известными из литературы. Это позволило выделить достоинcтва полученного УФ-сенсора, а также недостатки, которые необходимо устранить для перехода к промышленному внедрению результатов исследования.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нанотехнологии; ZnO; нанокристаллические пленки; УФ-сенсор; AACVD
Библиографический список 1. Craig F. Smith, Vladimir Ryzhikov, Sergei Naydenov, Dennis Wood, Volodymyr Perevertailo. Ultraviolet radiation detector and dosimeter. Патент США 8829457 B2, 12.03.2012.
2. Соловьёв А.М. Использование оптических датчиков видимого, ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов для определения ориентации наноспутника // Вопросы электромеханики. – 2011. – Т. 121. – С. 35-38.
3. Jim Carey. L-3 Com AVISYS Civil Aviation Self-protection System // Optics and Photonics in Global Homeland Security II, Proc. of SPIE – 2006. – Vol. 6203, 62030E, 0277-786X/06/$15. doi: 10.1117/12.673685.
4. Зотов В.Д. Современные средства детектирования УФ излучений и их применение // Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения: сб. тр. 1 науч. конф. – М.: ИПУ РАН, 2010. – С. 533-541.
5. Семикина Т.В., Комащенко В.Н., Шмырева Л.Н. Оксидная электроника как одно из направлений прозрачной электроники // Электроника и связь. – 2010. – № 3. – С. 20-28.
6. Вakin A., Waag A. ZnO Epitaxial Growth // Comprehensive Semiconductor Science and Technology. – 2011. – P. 368-395.
7. Otto-Carlsson J., Martin P.M. Chemical Vapor Deposition // Handbook of Deposition Technologies for films and coatings. – 2009. – Сpt. 7. – P. 314-363.
8. Достанко А.П., Агеев О.А., Голосов Д.А., Завадский С.М., Замбург Е.Г., Вакулов Д.Е., Вакулов З.Е. Электрические и оптические свойства пленок оксида цинка, нанесенных методом ионно-лучевого распыления оксидной мишени // Физика и техника полупроводников. – 2014. – Т. 48, № 9. – С. 1274-1279.
9. Gusev E.Y., Ageev O.A., Gamaleev V.A., Mikhno A.S., Mironenko O.O., Pronin E.A. Effect of annealing on conductivity type of nanocrystalline ZnO films fabricated by rf magnetron sputtering // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 893. – С. 539-542.
10. Ji-Hyuk Choi et al. Fabrication and characterization of ZnO nanowire transistors with organic polymer as a dielectric layer // Solid State Communications. – 2008. – Vol. 148. – P.126-130.
11. Ageev O.A., Gusev E.Y., Zamburg E.G., Vakulov D.E., Vakulov Z.E., Shumov A.V., Ivonin M.N. Nanocrystalline ZnO films grown by PLD for NO2 and NH3 sensor // Applied Mechanics and Materials. – 2014. – Vol. 475-476. – С. 446-450.
12. Kwang-Leong Choy, Xianghui Hou. Processing and Applications of Aerosol-Assiste Chemical Vapor Deposition // Chemical vapor deposition. – 2006. – No. 12. – P. 583-596.
13. Jong-Gul, Hun Kyoo Oh, Young Jik Kwag Yoon. Structural and Optical Properties of TiO2-SiO2 Composite Films Prepared by Aerosol-Assisted Chemical-Vapor Deposition // Journal of the Korean Physical Society. – 1998. – Vol. 33, No. 6. – P. 699-704.
14. Inamdar S.I., Rajpure K.Y. High-performance metal–semiconductor–metal UV photodetector based on spray deposited ZnO thin films // Journal of Alloys and Compounds. – 2014. – No. 595. – P. 55-59.
15. Heerden J.L. van, Swanepoel R. XRD analysis of ZnO thin films prepared by spray Pyrolysis // Thin Solid Films. – 1997. – No. 299. – P. 72-77.
16. Tansley T.L. Neely D.F. Adsorption, desorption and conductivity of sputtered zinc oxide thin films // Thin Solid Films. – 1984. – No. 121. – P. 95-107.
17. Zhang D.H., Brodie D.E. Crystallite orientation and the related photoresponse of hexagonal ZnO films deposited by r.f. sputtering // Thin Solid Films. – 1994. – No. 251. – P. 151-156.
18. Zhang D.H. Fast photoresponse and the related change of crystallite barriers for ZnO films deposited by r.f. sputtering // J. Phys. D.: Appl. Phys. – 1995. – No. 28. – P. 1273-1277.
19. Panda S.K., Jacob C. Preparation of transparent ZnO thin films and their application in UV sensor devices // Solid-State Electronics. – 2012. – No. 73. – P. 44-50.
20. Пташник В.В., Замбург Е.Г., Варзарев Ю.Н., Джуплин В.Н., Шорников Р.С. Фоторезистор ближнего УФ-диапазона на основе нанокристаллических пленок ZnO // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 5. – С. 1206-1209.
21. Алексеев А.Н., Соколов И.А., Агеев О.А., Коноплёв Б.Г. Комплексный подход к технологическому оснащению центра прикладных разработок. Опыт реализации в НОЦ «Нанотехнологии» ЮФУ // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 207-210.

Comments are closed.