WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Анализ низкотемпературных зависимостей lg R = f (1/T ) для исследованных пленок показывает, что, в отличие от нелегированных образцов, во всех легированных пленках с серебряными контактами Долговременная релаксация проводимости к исходнаблюдается линейный участок, характеризующийся ному значению для пленок SnO2(Cu) после экспониэнергией активации Ea = 130 мэВ. При определнии рования в смеси воздуха и H2S позволяет проследить Ea использовалось соотношение R exp(Ea/kT ). По характер изменения низкотемпературных зависимостей величине Ea практически совпадает с энергией уровня R(T ) с изменением степени насыщения образца серововакансии кислорода [9]. Тип подложки в отличие от дородом. На рис. 3 показаны температурные зависимости вида контактов не оказывает заметного влияния на сопротивления для пленки 3, измеренные до (кривая 1) характер температурных зависимостей сопротивления.

и после (кривые 2, 3) экспонирования пленки в H2S.

Таким образом, введение меди в SnO2 в количестве Кривая 2 получена после цикла нагрев–охлаждение в 1 at%, видимо, приводит к эффекту компенсации, что присутствии H2S в температурном интервале от и позволяет наблюдать активацию носителей заряда с до 520 K и последующей выдержки пленки на воздухе уровня вакансии кислорода.

при комнатной температуре в течение суток. Кривая получена сразу после 35-минутной выдержки образца в Экспонирование в сероводороде существенно изменяприсутствии сероводорода при комнатной температуре. ет характер низкотемпературных зависимостей сопротиПри циклировании процессов нагрева–охлаждения плен- вления легированных пленок. Представляется оправданки сразу после снятия кривой 3 получаются зависимости ным связать эти изменения с изменением состава исслеR(T ), постепенно приближающиеся по виду к кривой 2. дованных пленок после экспонирования в H2S. Как было Для сравнения на том же рис. 3 приведена и темпе- установлено в работе [5] при послойном SNMS-анализе ратурная зависимость R для нелегированной пленки 1 тех же пленок, медь распределена по объему пленки (кривая 4). достаточно однородно. После выдержки в сероводороде Кинетика изменения чувствительности S во времени во всем объеме легированных медью пленок обнаруживаt для легированной пленки 6 и нелегированной плен- ется присутствие достаточно однородно распределенной 2 Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, № 404 Б.А. Акимов, А.В. Албул, А.М. Гаськов, В.Ю. Ильин, М. Лабо, М.Н. Румянцева, Л.И. Рябова серы, концентрация которой возрастает по мере увеличе- [6] K.D. Schierbaum, U.K. Kirner, J.F. Geiger, W. Gopel. Sensors and Actuators B, 4, 87 (1991).

ния времени экспонирования в H2S. Важно отметить, что [7] M. Labeau, B. Gautheron, F. Celier, M. Vallet-Regi, E. Garcia, в нелегированном SnO2 после выдержки в атмосфере, соJ.C. Gonzales-Calbert. J. Sol. St. Chem., 102, 379 (1993).

держащей сероводород, сера обнаруживается только на [8] M. Labeau, P. Rey, J.L. Deschanvres. J.C. Joubert, поверхности. Таким образом, можно предположить, что G.Delabouglise. Thin Sol. Films, 213, 94 (1992).

присутствие серы в SnO2(Cu) обусловлено химическим [9] C.J. Fonstad, R.H. Rediker. J. Appl. Phys., 42, 2911 (1971).

взаимодействием серы с медью с образованием соеди[10] Р.М. Вощилова, Д.П. Димитров, Н.И. Долотов, А.Р. Кузьнения, точный химический состав которого пока иденмин, А.В. Махин, В.А. Мошников, Ю.М. Таиров. ФТП, 29, тифицировать не удается. Высказанное предположение 1987 (1995).

подтверждается тем, что температурные зависимости Редактор Л.В. Шаронова сопротивления пленок после экспонирования в сероводороде приближаются к зависимостям, характерным для Sensitivity to H2S and conductance нелегированного SnO2, т. е. концентрация электрически behaviour of polycrystalline SnO2(Cu) активной меди при взаимодействии с сероводородом films уменьшается и пленка декомпенсируется.

То, что в пленках SnO2(Cu) чувствительность к сеB.A. Akimov, A.V. Albul, A.M. Gaskov, V.Yu. Il’in, роводороду обусловлена процессами во всем объеме M. Labeau, M.N. Rumyantseva, L.I. Ryabova пленки, а в нелегированной пленке SnO2 только на ее M.V. Lomonosov Moskow State University, поверхности, может приводить к существенному раз119899 Moskow, Russia личию в величине S для рассматриваемых структур.

National Polytechnical Institute of Grenoble, Для количественных оценок кинетических процессов BP 46, 38402 Saint Martin d’Heres, France были сделаны попытки расчета мгновенного времени релаксации = /|/t| в области температур

Abstract

The influence of cooper doping on polycrystalline 423 453 K, где кинетические кривые наиболее близки SnO2 films properties have been investigated. It has been found к экспоненциальным. Однако даже в этой области темthat persistent conductivity after exposing SnO2(Cu) films to H2S ператур расчет осложняется тем, что для определения is observed at a room temperature. This effect allows us to = -0 на кривой спада и = -max на кривой determine the character of low temperature conductance behaviour нарастания S в атмосфере, содержащей сероводород, at different degrees of the film saturation with H2S. A model of требуется точно знать начальное и конечно значения the sensitivity mechanism based on the comparison of the data проводимости 0 и max. Даже сравнительно неболь- obtained with the results of the element analysis of the films is proposed. Unlike traditional gas sensors, where sensivitity is шая вариация этих значений приводит к существенному generally determined by surface processes, in our case the change изменению расчетных значений. Тем не менее из of the conductance at film exposure to H2S can be attributed to a полученных данных можно судить о порядке величины chemical reaction of electrically active Cu with sulfur in the whole (520 мин) и убедиться, что даже для наиболее близких volume of the film. It results in a high enough selective sensivitity к экспоненциальным кинетическим зависимостям S(t) of cooper-doped films.

не является постоянной величиной в течение всего E–mail: akimov@mig.phys.msu.su временного интервала изменения S. Сравнение особен ностей газовой чувствительности по отношению к H2S для легированных медью и нелегированных пленок SnOпозволяет предположить, что в первом случае изменение проводимости характерно для всего объема пленки, в то время как во втором случае все процессы протекают на поверхности.

Список литературы [1] W. Gopel. Progr. Surf. Sci., 20, 9 (1985).

[2] K. Takahata. Chemical sensor technology, (N.Y., Amsterdsam Elsevier, 1988). ed. by T. Seyama. v. 84, p. 441.

[3] T. Maekawa, J. Tamaki, N. Miura, N. Yamazoe. Chem. Lett., 4, 575 (1991).

[4] J. Tamaki, T.Maekawa, N. Miura, N. Yamazoe. Sensors and Actuators, 9, 197 (1992).

[5] А.М. Гаськов, Л.И. Рябова, М. Лабо, Ж. Делабуглиз, М.Н. Румянцева, Т.А. Кузнецова, М.Н. Булова. Неорг.

химия, 41, 989 (1996).

Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, №

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.