Исследование процессов формирования по золь-гель технологии сенсорных элементов на основе тонких пленок состава SiOx: SnOy
Диссертация
Однако значительная величина удельной поверхности нанокристаллических материалов является причиной нестабильности структуры, что в свою очередь, сказывается на стабильности электрофизических и сенсорных свойств. Одним из методов стабилизации структуры материалов является создание неоднородных нанокристаллических систем, к которым относятся тонкие пленки смешанного состава. Создание сенсоров… Читать ещё >
Содержание
- 1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РОСТА ТОНКИХ ПЛЕНОК НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ
- 1. 1. Моделирование процессов роста тонких пленок из газовой фазы
- 1. 2. Моделирование процессов роста тонких пленок из расплавов
- 1. 3. Моделирование электрохимических процессов роста тонких пленок
- 1. 4. Моделирование процессов роста тонких пленок из растворов гидролизующихся соединений
- 1. 5. Процессы роста тонких пленок с позиций теории самоорганизации
- 1. 6. Методы Монте-Карло при моделировании роста тонких пленок
- 1. 7. Выводы
- 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК СОСТАВА SiOx: SnOy ПО ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ
- 2. 1. Исследование процесса формирования структуры частиц золя
- 2. 2. Исследование процесса формирования первичной (гелевой) структуры пленки
- 2. 3. Исследование процесса формирования устойчивой структуры пленки
- 2. 4. Выводы
- 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА СТРУКТУРУ ФОРМИРУЕМЫХ ПЛЕНОК
- 3. 1. Исследование кинетики процесса созревания золя
- 3. 2. Исследование влияния состава и температуры созревания золя на структуру формируемых пленок
- 3. 3. Исследование влияния температуры отжига на структуру формируемых пленок. 3.4. Выводы
- 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРЫ ТОНКИХ ПЛЕНОК, ПОЛУЧЕННЫХ ПО ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ
- 4. 1. Моделирование параметров структуры тонких пленок с позиций теории самоорганизации
- 4. 1. 1. Расчет фрактальной размерности
- 4. 1. 2. Определение показателей Ляпунова
- 4. 1. 3. Определение энтропии Колмогорова
- 4. 2. Моделирование параметров структуры тонких пленок методом Монте-Карло
- 4. 2. 1. Алгоритм расчета агрегатов
- 4. 2. 2. Компьютерный эксперимент
- 4. 2. 3. Результаты моделирования
- 4. 3. Методика проектирования технологических маршрутов получения тонких пленок состава SiOx: SnOy с заданной структурой для создания сенсорных элементов на их основе
- 4. 4. Выводы
- 4. 1. Моделирование параметров структуры тонких пленок с позиций теории самоорганизации
Список литературы
- Мясоедов Б.Ф., Давыдов А. В. Химические сенсоры: возможности и перспективы //ЖАХ. 1990 Т.45. С.1259−1278.
- Власов Ю.Г. Твердотельные сенсоры в химическом анализе // ЖАХ. 1990. Т. 45. С. 1279−1280.
- Dorojkine L.M., Mandelis A. Thermal wave pyroelectric thin film hydrogen sensor with extended dynamic range // Opt. Ing. 1997. V. 36. P. 473−481.
- Химические газовые сенсоры в диагностике окружающей среды // Сенсор. 2001. № 2. С.2−9.
- Гаськов A.M., Румянцева М. Н. Выбор материалов для твердотельных газовых сенсоров//Неорганические материалы. 2000. Т 36. № 3. С 369 378.
- Сидоркин А.С., Сигов А. С., Ховив A.M. и др. Получение и свойства тонких сегнетоэлектрических пленок титаната свинца // ФТТ. 2000. Т. 42. Вып. 4. С. 727−732.
- Логачева В.А., Туренко Е. А., Ховив A.M. и др. Термическое окисление тонких пленок Ti и РЬ, напыленных на монокристаллический кремний //Неорган, материалы. 2001.Т. 37. № 5. С. 560−563.
- Галямов Б.Ш., Завьялов С. А., Завьялова Л. М. и др. Адсорбционные свойства наногетерогенных пленок на основе оксидов олова и титана // ЖФХ. 1995. Т. 69. № 6. С.1071−1075.
- Мясников И.А., Сухарев В. Я. Куприянов Л.Ю., Завьялов С. А. Полупроводниковые сенсоры в физико-химических исследованиях. М.: Наука. 1991. С. 326.
- Sensors. V. 2. Chemical and Biochemical Sensors. Part 1. // Ed. By W. Goppel et al. Weinheim- N.Y.: Basel. Cambridge. 1991.
- Park S.-S., Mackenzie J.D. Thickness and microstructure effects on alcohol sensing of tin oxide thin films // Thin Solid Films 274. 1996. P. 154−159.
- Liao H.B., Wen W., Wong G.K.L. Preparation and optical characterization of Au/Si02 composite films with multilayer structure // J. Appl. Phys. V. 93. № 8. P. 4485−4488.
- Галямов Б.Ш., Завьялов С. А., Куприянов Л. Ю. Особенности микроструктуры и сенсорные свойства нанонеоднородных композитных пленок // ЖФХ. 2000. Т. 74. № з. с. 459−465.
- М.Ельцов К. Н. Применение поверхностных химических реакций в нанотехнологии // Вестник РАН. Т. 67. № 11. 1997. С. 985−994.
- Jopes G. Halogen adsorption on solid surface // Progr. Surf. Sci. 1988. V. 27. P. 25.
- Рябцев M.B., Тутов E.A., Бормонтов E.H. и др. Взаимодействие металлических наночастиц с полупроводником в поверхностно-легированных газовых сенсорах // ФТП. 2001. Т. 35. Вып. 7. С. 869−873.
- Примаченко В.Е., Снитко О. В. Физика легированной металлами поверхности полупроводников. Киев: Наук, думка. 1988.
- Гурло А.Ч., Ивановская М. И. Детектирование газов-окислителей тонкопленочными полупроводниковыми сенсорами на основе 1п20з // ЖФХ. 1998. Т. 72. № 2. С. 364−367.
- Madou M.J., Morrison S.R. Chemical sensing with Solid State Devices. N.Y.: Acad. Press. 1989. 312 p.
- Моррисон C.P. Химическая физика поверхности твердого тела. М.: Мир. 1982. 488 с.
- Киселев В.Ф., Крылов О. В. Электронные явления в адсорбции и катализе на полупроводниках и диэлектриках. М.: Наука. 1979. 236 с.
- Briggs D., Seah М.Р. Practical Surface Analysis. Chichester: Wiley. 1992. V. 1.314 p.3 5
- Кировская И.А. Адсорбция газов на поверхности соединений, А В индиевой группы // ЖФХ. 1998. Т. 72. № 6. С. 1106−1110.
- Хьюбер К.П., Герцберг Г. Константы двухатомных молекул. М.: Мир. 1984. Ч. 1.408 с.
- Чибирова Ф.Х., Гутман Э. Е. Особенности строения и сенсорные свойства тонких пленок Sn02 и их взаимодействие с Pd по данным мессбауэровской спектроскопии // ЖФХ. 1999. Т. 73. № 2. С.292−298.
- Галанов С.И., Галанов А. И., Куприна JI.H., Осипова Н. А., Давыдов А. А. Кислотно-основные свойства поверхности оксидных оловосодержащих катализаторов окислительной димеризации метана // ЖФХ. 1999. Т. 73. № 5. С. 827−829.
- Максимова Н.К., Катаев Ю. Г. Черников Е.В. Структура, состав и свойства газочувствительных пленок Sn02, легированных платиной и скандием // ЖФХ. 1997. Т. 71. № 8. С. 1492−1496.
- Постовалова Г. Г., Морозова О. В., Галямов Б. Ш. и др. Наноструктурированные пленки на основе смешанных оксидов олова и титана // Журнал неорган, химии. 1998. Т. 43. № 1. С. 36−46.
- Egdell R.G., Flavell W.R., Tavener P.J. Antimony-Doped Tin (IV) Oxide: Surface Composition and Electronic Structure // J. Solid State Chem. 1984. V.51.P. 345−354.
- Bellecci C., Camarca M. Conti M. Et al. Optical and Electrical Properties of Tin-Dioxide Films // Nuovo Cimento Soc. Ital. Fis., C. 1981. V. 4. № 4. P 397−407.
- Васильев Р.Б., Гаськов A.M., Румянцева M.H., Рыжиков A.C., Рябова JI.И., Акимов Б. А. Свойства гетероструктур диодного типа на основенанокристаллического w-Sn02 на р-Si в условиях газовой адсорбции // ФТП. 2000. Т. 34. Вып. 8. С. 993−997.
- Акимов Б.А., Абдул А. В., Гаськов A.M., Ильин В. Ю. и др. Сенсорные свойства по отношению к сероводороду и электропроводность поликристаллических пленок Sn02 (Си) // ФТП. 1997. Т. 31. № 4. С. 400−404.
- Бестаев М.В., Димитров Д. Ц., Ильин А. Ю., Мошников В. А. и др. Исследование структуры поверхности слоев диоксида олова для газовых сенсоров атомно-силовой микроскопией // ФТП. 1998. Т. 32. № 6. С. 654−657.
- Румянцева М.Н., Сафонова О. В. Булова М.Н., Рябова Л. И., Гаськов A.M. Газочувствительные материалы на основе диоксида олова // Сенсор. 2003. № 2. С. 8−25.
- Ponzoni A., Faglia G., Comini Е., Kovalenko V., Rumyantseva М., Gaskov A. Sensor properties of Sn02/Fe203 nanocomposites // Proc. Eurosensors XIX. Barselona, Spain. 11−14 September 2005. Vol. IP 13.
- Кукушкин C.A., Осипов A.B. Процессы конденсации тонких пленок // Успехи физических наук. 1998. Том 168, № 10. С.1083−1117.
- Дубровский В.Г., Цырлин Г. Э. Кинетика роста тонких пленок при зародышевом механизме формирования слоев.// ФТП. 2005. Том 39. Вып. 11. С. 1312−1319.
- Дубровский В.Г., Сибирев Н. В., Цырлин Г. Э., Устинов В. М. Теория формирования многослойных тонких пленок на поверхности твердого тела // ФТП. 2006. Т. 40. Вып. 3. С. 257−263.
- Королев А.Н., Сеченов Д. А. Хемосорбционные поверхностные комплексы в газофазных процессах диффузии и роста. Таганрог: Изд-во ТРТУ. 2001.144 с.
- Трофимов В.И., Осадченко В. А. Рост и морфология тонких пленок. М.: Энергоатомиздат. 1993.
- Lewis В., Anderson J. Nucleation and Growth of Thin Films. New York.: Academic Press. 1978.
- Vanables A., Spiller GDT, Hanbucken M. // Rep. Prog. Phys. 1984. V.47. № 4. P.399.
- Волошук B.M. Кинетическая теория коагуляции. JI.: Гидрометеоиздат. 1984.
- Осипов А. В. //Поверхность. 1989. № 11. С. 116.
- Бойко Б. Т., Марунько С. В., Панчеха П. А., Полоцкий В. А. // Металлофизика. 1983. Т. 5. № 3. С. 45.
- Иевлев В. М., Трусов Л. И., Холмянский В. А. Структурные превращения в тонких пленках. М.: Металлургия, 1982. 248 с.
- Лифшиц Е.М., Питаевский Л. П. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979. 527 с.
- Куни Ф. М. // Коллоид, журн. 1984. Т. 46. № 4. С. 674- № 5 с. 902.
- Chakraboity В., Norskov J. К. // Surf. Sci. 1985. V. 152/153. P. 660.
- Борман В. Д., Гусев Е. П., Девятко Ю. Н., Лебединский Ю. Ю., Рогожкин С. В., Тронин В. Н., Троян В. И. // Поверхность. 1990. № 8. С. 22.
- Mitchell D. Е., Ggaham М. J. // Surf. Sci. 1977. V. 69. P. 310.
- Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Физическая кинетика. М.: Наука, 1980.
- Кукушкин С. А., Слезов В. В. //Поверхность. 1989. № 4. С. 38.
- Кукушкин С. А., Слезов В. В. //Поверхность. 1988. № 4. С. 16.
- Кукушкин С. А. //Поверхность. 1986. № 7. С. 136.
- Трофимов В. И., Осадченко В. А. //Поверхность. 1986. № 1. С. 29.
- Слезов В. В., Сагалович В. В.// Успехи физ. наук. 1987. Т. 151. № 1. С. 67.
- Коропов А. В., Сагалович В. В. //Поверхность. 1990. № 2. С. 17.
- Беленький В. 3. Геометрико-вероятностные модели кристаллизации. Феноменологический подход. М.: Наука, 1980. 84 с.
- Джексон К., Ульмани Д., Хант Дж. Проблемы роста кристаллов. М.: Мир. 1968. С. 27.
- Скрипов В.П., Коверда В. П. Спонтанная кристаллизация переохлажденных жидкостей. М.: Наука. 1984.
- Кукушкин С.А., Слезов В. В. Дисперсные системы на поверхности твердых тел. СПб: Наука. 1996.
- Талимов А.И., Филиновский И. Ю., Титов А. Г. Формирование термостойких анодных окисных пленок и их использование для изготовления фотодиодов на InSb // Прикладная физика. 2002. № 4. С. 413−419.
- Черняев В.Н. Физико-химические процессы в технологии РЭА. М.: Высшая школа. 1987. 375 с.
- Суйковская Н. В. Химические методы получения тонких прозрачных пленок. Л.: Химия. 1971. 200 с.
- Зиновьев К.В., Вихлянцев О. Ф., Грибов О. Г. Получение окисных пленок из растворов, использование их в электронной технике. М.: ЦНИИ. Электроника. 1974. 62 с.
- Туторский И. А., Хилькова О. А., Соловьева Т. С. Золь-гель технология и полимерные композиты. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1996. 75 с.
- Мешков Л.Л., Нестеренко С. Н. Синтез нанокристаллического диоксида титана для газовых сенсоров // Сенсор. 2002. № 1. С. 49 61.
- Lee S.-W., Yang D.-H., Kunitake T. Regioselective imprinting of anthracenecarboxylic acids onto Ti02 gel ultrathin films: an approach to thin film sensor // Sensors and Actuators В 104. 2005. С. 35−42.
- Makote R., Collinson M.M. Template recognition in inorganic-organic hybrid films prepared by the sol-gel process // Chem. Mater. 10. 1998. P. 2440−2445.
- Kawakami Т., Senzu H., Ichinose I., Kunitake T. Alternate molecular layers of metal oxide and hydroxyl polymer prepared by the surface sol-gel process //Adv. Mater. 10. 1998. P. 535−539.
- He J., Ichinose I., Kunitake T. Imprinting of coordination geometry in ultrathin films via the surface sol-gel process // Chem. Lett. 2001. P. 850 851.
- Родионов Ю.М., Слюсаренко E.M., Лунин B.B. Перспективы применения алкоксотехнологии в гетерогенном катализе // Успехи химии. 1996. Т.65. С.865−879.
- Ильин А.С., Максимов А. И., Мошников В. А., Ярославцев Н. П. Внутреннее трение в полупроводниковых тонких пленках, полученных методом золь-гель технологии // ФТП. 2005. Т. 39. Вып. 3. С. 300−304.
- Борисенко А.И., Новиков В. В., Приходько Н. Е., Митникова И. М., Чепик Л. Ф. Тонкие неорганические пленки в микроэлектронике. Л.: Наука. 1972.
- Ивановская М.И., Фролова Е. В., Садыков В. А., Неофитидес С. Формирование структурных дефектов в наносистемах Ce-Sm-О и Се-Sm-O/Ru, синтезированных золь-гель-методом // ЖФХ. 2005. Т. 79. № 8. С. 1351−1356.
- Маслов Л.П., Румянцева В. Д., Ермуратский П. В. Пленочные химические сенсоры токсичных газов и паров // Приборы и системы управления. 1997. № 1. С. 29−31.
- БО.Гапоненко H.B. Синтез и оптические свойства пленок, сформированных золь-гель методом в мезопористых матрицах (обзор) //Журнал прикладной спектроскопии. 2002. Т. 69. № 1. С. 5−20.
- Коваленко Ю.Н., Мологин Д. А., Халатур П. Г. Моделирование процессов необратимой агрегации разветвленных молекул различного строения // ЖФХ. 2002. Том 76. № 11. С. 1975−1979.
- Вихров С.П., Бодягин Н. В., Ларина Т. Г., Мурсалов С. М. Процессы роста неупорядоченных полупроводников с позиций теории самоорганизации // ФТП. 2005. Том 39. Вып. 8. С. 953−959.
- Бодягин Н.В., Вихров С. П. Пространственно-временной хаос в процессе образования твердотельного состояния.// Письма в ЖТФ. 1997. Том 3. № 19. С. 77−80.
- Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. М.: Мир, 1979.512 с.
- Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М.: Мир, 1990. 342 с.
- Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980. 404 с.
- Пригожин И.Р. От существующего к возникающему. М.: Наука, 1985. 327 с.
- Кафаров В.В., Дорохов И. Н., Кольцова Э. М. Системный анализ химической технологии. Энтропийный и вариационный методы неравновесной термодинамики в задачах химической технологии. М.: Наука, 1988. 367 с.
- Чертович А.В., Иванов В. А., Хохлов А. Р., Бор Я. Сополимеры с насыщающимися связями: компьютерное моделирование // ЖФХ. 2004. Том 78. № 12. С. 2199−2203.
- Стукан М.Р., Иванов В. А., Мюллер М., Пауль В., Биндер К. Фазовая диаграмма раствора жесткоцепных макромолекул: компьютерное моделирование методом Монте-Карло // ЖФХ. 2004. Том 78. № 12. С. 2204−2208.
- Методы Монте-Карло в статистической физике: Пер с англ. М.: Мир, 1982. 389 с.
- Плуготаренко Н.К., Королев А. Н. Анализ процесса созревания раствора ТЭОС в присутствии хлорида олова (IV) и нитрата серебра. // Известия ТРТУ. № 1. 2004. С. 237.
- Lamer V.K., Dinegar R.N.// J. Amer. Chem. Soc. 1950. V. 72. P.4847.
- Bougush J.H., Zukoski C.J. // Journ. Coll. Interf. Sci. 1991. V.142. P. l-19.
- Bougush J.H., Zukoski C.J. //Journ. Coll. Interf. Sci. 1991. V.142. P.19−33.
- Hurd C.B. // J. Amer. Chem. Soc. 1944. V. 66. P.388.
- Iler R.K. Surface and Colloid Science / // Ed. Matyevic E. Wiley Interscience Publ. 1973. V.6. P 1−100.
- Plank C. // J. Colloid Sci. 1947. V.2. P.413.
- Carman P. S. // Trans. Faradau Soc. 1940. V.36. P.964.
- Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия. 1990. 462 с.
- Ростиашвили В.Г., Иржак В. И., Розенберг Б. А. Стеклование полимеров. JL: Химия. 1987.192 с.
- Сандитов Д.С., Цыдыпов Ш. Б., Баинова А. Б. Критерий стеклования жидкостей в модели возбужденных атомов. ЖФХ. 2004. Том 78. № 5. С.906−911.
- Петров В.В., Королев А. Н., Назарова Т. Н., Козаков А. Т., Плуготаренко Н. К. Формирование тонких газочувствительных оксидных пленок смешанного состава легированных серебром.//Физика и химия обработки материалов. № 3. 2005. С. 58−62.
- Плуготаренко Н.К., Назарова Т. Н., Вороной А. А., Смирнов В. А. Исследование процессов, протекающих при формировании раствора золя.//Известия ТРТУ. № 9. 2005. С. 258.
- Петров В.В., Назарова Т. Н., Плуготаренко Н. К., Агеев О. А. Исследование тонких пленок состава SiOx(SnO)yAg сканирующим зондовым микроскопом.//Известия ТРТУ. № 8. 2004. С.247−248.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М.: Наука. 1984. 831 с.
- Харин А.Н., Катаева Н. А., Харина JT.T. Курс химии: Учебник для приборостроит. спец. вузов. М.: Высш. школа. 1983. 511 с.
- Кулезнев В.Н., Шершнев В. А. Химия и физика полимеров. М.: Высшая школа. 1988. 312 с.
- Гинье А. Рентгенография кристаллитов. Теория и практика. М.: Физматгиз. 1961.
- Wolf A., Swift J.B., Swinney H.L., Vastano A. Determining Lyapunov exponents from a time series. Physica. 1985. 285 p.
- Адамсон А. Физическая химия поверхностей. M.: Мир. 1979.
- Petrov V.V., Plugotarenco N.K., Nazarova T.N., Kopilova N.F., Korolev A.N., Kazakov A.T. Synthesis of mixed structure gas-sensitive materials, doped with Ag.//Sensor electronics and microsystem technologies. № 1.2004. P.78−82.
- Petrov V., Nazarova Т., Korolev A., Poluyanovich N., Rassoha D. th
- Применение данной методики позволяет получать полупроводниковые материалы заданной структуры путем варьирования соотношения легирующих компонентов в исходном растворе и технологических режимов созревания пленкообразующего раствора, сушки и отжига.
- Генеральный директор ООО «Кристалл"1. Стефанович В.А.о внедрении результатов кандидатской диссертации Плуготаренко Н. К. «Исследование процессов формирования по золь-гель технологии сенсорных элементов на основе тонких пленок состава SiOx: SnOy»
- Зам. зав. кафедрой X и Э по учебной работе, канд.пед.наук., доцент1. В.В. Василовский1. Н.В. Гусакова