universitatea “alexandru ioan cuza” iaŞi …...îmbunătăţite comparativ cu proprietăţile...

UNIVERSITATEA “ALEXANDRU IOAN CUZA” IAŞI FACULTATEA DE FIZICĂ

GUGLEŞ (CĂS. SÎRBU) DOINIŢA

STUDIUL PROPRIETĂŢILOR ELECTRICE ALE UNOR

SEMICONDUCTORI OXIDICI ÎN STRATURI SUBŢIRI

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

Conducător Stiinţific Prof. Univ. Dr. Gheorghe Rusu

Iaşi 2011

UNIVERSITATEA “AL. I. CUZA” IAŞI Nr......./......... RECTORAT

Domnului/Doamnei

............................................................................................................ Vă facem cunoscut că la data de 29-IV-2011, ora 1000 în Sala L1, doamna

Gugleş (căs.Sârbu) Doiniţa, va susţine în şedinţă publică, teza de doctorat

„Studiul proprietăţilor electrice ale unor semiconductori oxidici

în straturi subţiri”

Comisia de doctorat are următoarea componenţă:

Preşedinte: Prof. univ.dr. Dumitru Luca, Decanul Facultăţii de Fizică,

Universitatea „Al.I.Cuza” Iaşi

Membri: Prof.univ.dr.Gheorghe Rusu, Conducător ştiinţific,

Facultatea de Fizică, Universitatea „Al.I.Cuza” Iaşi

Prof.univ.dr.Victor Ciupină, Universitatea „Ovidius”,

Constanţa

Prof.univ.dr.Ştefan Antohe, Universitatea din Bucureşti

Prof.univ.dr.Diana Mardare, Universitatea „Al.I.Cuza”, Iaşi

Doresc să îmi exprim profunda recunoştinţă faţă de domnul

prof.univ.dr.Gheorghe I. Rusu, conducatorul ştiinţific al tezei de doctorat, pentru

înaltul profesionalism, sprijinul real, atenţia deosebită şi bunăvoinţa cu care m-a

îndrumat întreaga perioada de desfăşurare a doctoratului.

De asemenea, aduc multumiri tuturor membrilor colectivului de „Fizica

Materiei Condensate. Aplicaţii funcţionale avansate” (prof.dr. Mihaela Rusu,

prof.dr. Felicia Iacomi, prof.dr. Diana Mardare, conf.dr. George Rusu, conf.dr.

Liviu Leontie, dr. Alicia Petronela Râmbu) care prin crearea unui climat familial,

m-au ajutat să abordez cu mult curaj problemele ştiinţifice ce au apărut pe

parcursul studiilor doctorale.

Sincere mulţumiri doamnei dr. Nicoleta Iftimie pentru ajutorul acordat la

investigarea unor proprietăţi funcţionale ale straturilor subţiri analizate.

Doresc să mulţumesc domnului prof.dr. Dumitru Luca pentru sprijinul

acordat în vederea efectuării măsurătorilor de hidrofilicitate.

Multumesc tuturor celor dragi, care mi-au insuflat încredere şi m-au

sprijinit în aceasta perioadă.

Nu în ultimul rând, multumesc soţului meu pentru întelegerea

nemărginită şi susţinerea permanentă, fără de care finalizarea lucrării ar fi fost

mult mai dificil de realizat.

CUPRINS

CUPRINS ............................................................................................................................................................. -1-

INTRODUCERE ................................................................................................................................................ -3-

CAPITOLUL I ............................................................................................................. -5-

METODE DE OBŢINERE ŞI CARACTERIZARE A UNOR SEMICONDUCTORI

OXIDICI ÎN STRATURI SUBŢIRI ............................................................................ -5-

1.1 IMPORTANŢA MATERIALELOR SEMICONDUCTOARE OXIDICE CONDUCTOARE ŞI

TRANSPARENTE ............................................................................................................. -6- 1.1.1 Oxidul de zinc........................................................................................................................ -6- 1.1.2 Oxidul de indiu...................................................................................................................... -8-

1.2 STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRII PRIVIND PROPRIETĂŢILE STRATURILOR SUBŢIRI DE

SEMICONDUCTORI OXIDICI CONDUCTORI ŞI TRANSPARENŢI .......................................... -9-

1.3 METODE DE DEPUNERE A STRATURILOR SUBŢIRI SEMICONDUCTOARE ................. -15-

1.4 STUDIUL CARACTERISTICILOR STRUCTURALE ALE STRATURILOR SUBŢIRI

SEMICONDUCTOARE ....................................................................................... ............. -18- 1.4.1 Microscopia de forţă atomică (Atomic Force Microscopy - AFM)........................................... -18-

1.4.2 Microscopia elecronică de baleiaj (Scanning Electron Microscopy - SEM)............................. -19- 1.4.3 Microscopia electronică de transmisie (Transmission Electron Microscopy - TEM ) ........... -21-

1.4.4.Difracţia de radiaţii X................................................................................................................... -22-

1.4.5 Spectroscopia de fotoelectroni cu raze X (XPS).......................................................................... -23- 1.4.6 Hidrofilicitatea straturilor subţiri oxidice .................................................................................. -24-

1.5 STUDIUL PROPRIETĂŢILOR OPTICE ALE STRATURILOR SUBŢIRI SEMICONDUCTOARE ............ -25- 1.5.1 Metoda reflexiei ........................................................................................................................... -28- 1.5.2 Metoda reflexiei şi transmisiei .................................................................................................... -28-

1.5.3 Metode spectrofotometrice .......................................................................................................... -29-

1.5.4 Metode interferometrice............................................................................................................... -29-

1.6 STUDIUL PROPRIETĂŢILOR ELECTRICE ALE STRATURILOR SUBŢIRI

SEMICONDUCTOARE .................................................................................................... -30- 1.6.1 Modele pentru mecanismul de transport electronic.................................................................... -31-

1.6.2 Determinarea sensibilităţii la gaz................................................................................................. -34-

CAPITOLUL II ...............................................................................................................................................-36-

TEHNICA EXPERIMENTALĂ UTILIZATĂ PENTRU OBŢINEREA UNOR SEMICONDUCTORI

OXIDICI ÎN STRATURI SUBŢIRI ............................................................................................................. 36-

2.1 OBSERVAŢII GENERALE ......................................................................................... -37-

2.2 EVAPORAREA TERMICĂ ÎN VID .............................................................................. -37-

2.3 OXIDAREA TERMICĂ A STRATURILOR SUBŢIRI METALICE ..................................... -39-

2.4 ANALIZA STRUCTURII UNOR STRATURI SUBŢIRI SEMICONDUCTOARE OXIDICE SI

TRANSPARENTE ...........................................................................................................-40- 2.4.1 Determinarea valorii parametrilor de structură din difractogramele de radiaţii X ................ -40-

2.4.2 Determinarea valorii parametrilor de structură din imaginile de microscopie de forţă

atomică.................................................................................................................................................. -42- 2.4.3 Hidrofilicitatea straturilor subţiri oxidice.................................................................................. -42-

2.5 STUDIUL PROPRIETĂŢILOR ELECTRICE ALE UNOR STRATURI SUBŢIRI

SEMICONDUCTOARE OXIDICE ŞI TRANSPARENTE ........................................................ -43-

2.5.1 Studiul dependenţei conductivităţii electrice de temperatură ..................................................... -43-

2.5.2 Determinarea lărgimii benzii interzise......................................................................................... -44-

2.6 STUDIUL PROPRIETĂŢILOR OPTICE ALE UNOR STRATURI SUBŢIRI SEMICONDUCTOARE

OXIDICE TRANSPARENTE ............................................................................................ -47-

2.7 DETERMINAREA GROSIMII STRATURILOR SUBŢIRI ANALIZATE .............................. -47-

CAPITOLUL III ............................................................................................................................................. -49-

REZULTATE EXPERIMENTALE PRIVIND STRUCTURA UNOR STRATURI SUBŢIRI

SEMICONDUCTOARE OXIDICE TRANSPARENTE ............................................................................ -49-

3.1. OBSERVAŢII GENERALE ....................................................................................... -50-

3.2 ANALIZA STRUCTURII MORFOLOGIEI ŞI COMPOZIŢIEI CHIMICE A UNOR STRATURI I

SUBŢIRI DE IN2O3 ........................................................................................................ -51-

3.3 ANALIZA STRUCTURII MORFOLOGIEI ŞI COMPOZIŢIEI CHIMICE A UNOR STRATURI

SUBŢIRI DE ZNO .......................................................................................................... -57-

3.4 ANALIZA STRUCTURII MORFOLOGIEI ŞI COMPOZIŢIEI CHIMICE A UNOR STRATURI

SUBŢIRI DE ZNO- IN2 O3 ...............................................................................................-67-

3.5 HIDROFILICITATEA SUPRAFEŢEI UNOR STRATURI SUBŢIRI OXIDICE ..................... -81-

CAPITOLUL IV ............................................................................................................................................ -86-

REZULTATE EXPERIMENTALE PRIVIND UNELE FENOMENE DE TRANSPORT ELECTRONIC

IN STRATURI SUBŢIRI SEMICONDUCTOARE OXIDICE TRANSPARENTE .............................. -86-

4.1 OBSERVAŢII GENERALE ....................................................................................... -87-

4.2 DEPENDENŢA DE TEMPERATURĂ A CONDUCTIVITĂŢII ELECTRICE PENTRU STRATURI

SUBŢIRI DE IN2O3....................................................................................................... -88-


SUBŢIRI DE ZNO ....................................................................................................... -96-


DE ZNO-IN2O3.......................................................................................................... -101-

4.5 DEPENDENŢA DE TEMPERATURĂ A SENSIBILITĂŢII STRATURILOR SUBŢIRI LA

DIFERITE GAZE ......................................................................................................... -109-

CAPITOLUL V ............................................................................................................................................ -118-

REZULTATE EXPERIMENTALE PRIVIND UNELE PROPIETĂŢI OPTICE ALE UNOR STRATURI

SUBŢIRI SEMICONDUCTORE OXIDICE TRANSPARENTE .............................................................-118-

5.1 OBSERVAŢII GENERALE ...................................................................................... -119-

5.2 PROPRIETĂŢI OPTICE ALE UNOR STRATURI SUBŢIRI DE IN2O3 ............................. -119-

5.3 PROPRIETĂŢI OPTICE ALE UNOR STRATURI SUBŢIRI DE ZNO .............................. -125-

5.4 PROPRIETĂŢI OPTICE ALE UNOR STRATURI SUBŢIRI DE ZNO- IN2O3.................... -133-

CONCLUZII ................................................................................................................................................. -141-

BIBLIOGRAFIE ........................................................................................................................................... -142-

- 1 -

INTRODUCERE

Cercetările teoretice şi experimentale privind proprietăţile materialelor

semiconductoare au căpătat o amploare deosebită, rezultatele acestor cercetări

fiind imediat urmate de elaborarea principiilor de construcţie a dispozitivelor

semiconductoare.

Între materialele semiconductoare, un loc important îl ocupă oxizii

conductori şi transparenţi. Aceste materiale, obţinute sub formă de strat subţire,

prezintă un interes deosebit pentru studiu deoarece proprietăţile lor fizice le

recomandă pentru a fi utilizate cu succes pentru o serie de aplicaţii oglinzi

transparente, celule solare, dispozitive de afişare, senzori de gaz etc. Dintre

oxizii transparenţi şi conductori, oxidul de zinc (ZnO), oxidul de indiu (In2O3) şi

ITO (In2O3:Sn) reprezintă materialele cele mai intens studiate atât din punct de

vedere teoretic cât şi aplicativ.

Scopul acestei lucrări a fost acela de a efectua un studiu asupra procesului

de obţinere de straturi subţiri de ZnO, In2O3 şi ZnO-In2O3, prin oxidarea termică

a straturilor metalice, straturi care să posede proprietăţi electrice şi optice

adecvate, cu scopul de a putea fi utilizate la diverse aplicaţii.

Lucrarea este compusă din cinci capitole, se încheie cu principalele

concluzii extrase în urma analizei rezultatelor experimentale şi cu o bibliografie

ce cuprinde 150 referinţe.

Capitolul I cuprinde informaţii referitoare la proprietăţile fizice specifice

ale materialelor semiconductoare oxidice şi transparente, referindu-ne în special

la oxidul de indiu şi oxidul de zinc. Se face o analiză a rezultatelor recent

raportate de literatura de specialitate în ceea ce priveşte proprietăţile straturilor

subţiri de oxid de zinc şi oxid de indiu. De asemenea, se face referire la o serie de

metode utilizate în tehnologia obţinerii straturilor subţiri precum şi a tehnicilor

utilizate pentru caracterizarea acestor straturi.

În Capitolul II este descrisă metodica experimentală utilizată pentru

prepararea straturilor subţiri şi dispozitivele utilizate pentru investigarea

proprietăţilor structurale, electrice şi optice ale eşantioanelor obţinute.

Capitolul III cuprinde rezultate experimentale privind structura şi

morfologia straturilor obţinute în laborator. Studiile cu privire la structură s-au

făcut utilizând difracţia de radiaţii X, microscopia electronică prin transmisie,

- 2 -

microscopia de forţă atomică şi spectroscopia de fotoelectroni cu radiaţie X. S-a

analizat modul în care condiţiile de obţinere a straturilor subţiri (temperatura de

oxidare, timpul de încălzire, utilizarea unui strat tampon) înfluenţează

proprietăţile structurale.

În Capitolul IV sunt cuprinse rezultatele cercetărilor referitoare la

proprietăţile electrice ale straturilor subţiri de In2O3, ZnO şi ZnO-In2O3.

Utilizând unele modele teoretice pentru explicarea transportului electronic în

straturile subţiri policristaline, au fost determinate valorile pentru o serie de

parametri caracteristici. Proprietăţile electrice ale straturilor analizate au fost

corelate cu proprietăţile structurale.

În Capitolul V sunt analizate unele proprietăţi optice ale straturilor subţiri

oxidice. S-au obţinut spectrele de transmisie ale straturilor subţiri, spectrele de

reflexie, date referitoare la absorbţia luminii respectiv determinarea lărgimii

optice a benzii înterzise. Proprietăţile optice au fost corelate cu proprietăţile

structurale respectiv cu condiţiile de obţinere a straturilor subţiri.

Rezumatul tezei de doctorat păstrează numerotarea capitolelor şi a paragrafelor din

teză precum şi a figurilor, tabelelor şi indicaţiilor bibliografice.

- 3 -

CAPITOLUL I

METODE DE OBŢINERE ŞI CARACTERIZARE A UNOR

SEMICONDUCTORI OXIDICI ÎN STRATURI SUBŢIRI

1.1 Importanţa materialelor semiconductoare oxidice conductoare şi

transparente

Oxizii transparenţi şi conductori (Transpatent Conductive Oxides, TCO)

formează o clasă de materiale aparte care combină două proprietăţi importante:

valoarea mare a transmisiei optice în domeniul vizibil şi IR apropiat precum şi o

valoare ridicată a conductivităţii electrice, de până la 105 (Ω x cm)

-1 [1]. Valoarea

lărgimii benzii interzise pentru semiconductorii oxidici este cuprinsă în intervalul

(2,5 – 4,5) eV [2]. Principalele materiale care fac parte din această clasă cuprind

oxizi binari puri şi dopaţi ai unor metale (Cd, Sn, Zn, In) precum şi compuşi ai

acestor oxizi (ZnSnO3, Zn2In2O5, In4Sn3O12, CdSnO3, CdInO4, etc) [2]. Aceste

materialele prezintă proprietăţi adecvate pentru o gamă largă de aplicaţii: oglinzi

transparente, celule solare, dispozitive de afişare, senzori de gaz etc. În prezent, se

acordă o atenţie deosebită materialelor din clasa semiconductorilor oxidici, sub

formă de straturi subţiri, încercându-se obţinerea unor straturi care să prezinte

proprietăţi fizice şi chimice propice pentru diverse aplicaţii practice. Dintre oxizii

transparenţi şi conductori, oxidul de zinc (ZnO), oxidul de indiu (In2O3) şi ITO

(In2O3:Sn) reprezintă materialele cele mai studiate atât din punct de vedere

teoretic cât şi aplicativ.

1.1.1 Oxidul de zinc

ZnO prezintă un interes deosebit pentru studiu, datorită valorilor unor

parametri (lărgimea benzii interzise mare, indicele de refracţie, conductivitatea

electrică ridicată, transmisia optică mare în domeniul vizibil, etc) care îl

recomandă pentru a fi utilizat cu succes la o gama lărgă de aplicaţii: senzori de

gaz, varistori, dispozitive optoelectronice etc.

O metodă des utilizată de către cercetători, pentru obţinerea de straturi

subţiri de ZnO care să prezinte proprietăţi îmbunătăţite este doparea acestor

straturi fie cu atomi ai elementelor din grupa a- III-a (Al, In, Ga, B) fie cu atomi

ai elementelor de tranziţie (Mn, Co, Fe, Ni). S-a demonstrat că prin dopare cu

- 4 -

atomi de In, Al, Ga, straturile obţinute vor prezenta proprietăţi electrice şi optice

îmbunătăţite comparativ cu proprietăţile straturilor nedopate [3 - 6], iar prin

doparea cu atomi ai elementelor de tranziţie, straturile prezintă proprietăţi

feromagnetice, la temperatura camerei [7 - 9].

ZnO cristalizează într-o reţea hexagonală de tip wurtzit [10], această

structură este descrisă ca fiind formată dintr-o succesiune de plane compuse din

ioni de O2-

şi Zn2+

, aranjaţi alternativ de-a lungul axei celulei hexagonale. Reţeaua

hexagonală este caracterizată de doi parametri: lungimea laturii bazei

hexagonului, a, şi înălţimea hexagonului, c. Wurtzitul este o modificare alotropică

a sulfurii de zinc (β-ZnS). Un număr mare de materiale semiconductoare, dintre

care sulfuri, seleniuri şi teluluri de zinc, mercur şi cadmiu şi unii oxizi prezintă o

structură de tip wurtzit. Structurile de tip wurtzit, diamant şi sulfură de zinc

(blendă) sunt principalele tipuri de structuri cu aranjament tetraedric [11].

1.1.2 Oxidul de indiu

Oxidul de indiu (In2O3) este un alt material, din clasa materialelor

conductoare şi transparente, important pentru studiu datorită numeroaselor sale

aplicaţii (electrozi transparenţi pentru celule solare, ghiduri de undă optice,

acoperiri protectoare, straturi tampon (buffer) la straturile supraconductoare etc).

Oxidul de indiu a devenit materialul favorit pentru obţinerea unor straturi

transparente, conductoare şi puternic reflectante în IR. Din punct de vedere optic,

straturile subţiri de In2O3 sunt superioare celor de SnO2, datorită reflectivităţii

mari în domeniul IR. Prin doparea cu staniul, oxidul de indiu (In2O3:Sn) formează

bine-cunoscutul ITO (Indium Tin Oxide), material utilizat ca electrod transparent,

la diverse dispozitive.

In2O3 cristalizează într-o reţea cubică deformată, parametrul reţelei

cristaline fiind, a=10,118 Ǻ [12]. Conductivitatea electrică, de tip n, se datorează

nestoichiometriei.

- 5 -

CAPITOLUL II

TEHNICA EXPERIMENTALĂ UTILIZATĂ PENTRU

OBŢINEREA UNOR SEMICONDUCTORI OXIDICI ÎN STRATURI

SUBŢIRI

2.2 Evaporarea termică în vid

Procesul de evaporare termică presupune încălzirea unei substanţe în vid,

producându-se evaporarea acesteia, urmată de recondensarea sub formă de straturi

subţiri pe diverse tipuri de substrat, alese în prealabil [28, 32, 33, 45].

Mecanismul de condensare pe substrat depinde de mai mulţi factori:

temperatura substratului, natura şi gradul de curăţire a acestuia şi de alţi parametri

care pot influenţa formarea stratului pe suportul de condensare. Aceşti parametri

determină structura cristalină a stratului, aderenţa la suport, grosimea stratului

respectiv, compoziţia stoechiometrică (în cazul compuşilor), precum şi alte

proprietăţi fizico-chimice ale straturilor subţiri obţinute [33, 63].

Instalaţia de depunere prin evaporare în vid folosită este formată din:

sistemul de vidare (cu pompe şi capcane), incinta de evaporare şi sistemul

electric.

Vidul preliminar (10-2

-10-3

Torr) este obţinut cu o pompă mecanică, iar

vidul înalt (10-5

-10-6

Torr) cu o pompă de difuzie cu ulei.

Presiunea din interiorul incintei este măsurată cu ajutorul unui

vacuumetru electronic.

Incinta de evaporare este formată dintr-un clopot, confecţionat din oţel

inoxidabil şi nemagnetic, prevăzut cu două ferestre pentru observarea procesului

de evaporare a substanţei din evaporator. O serpentină este fixată pe exteriorul

clopotului şi permite răcirea incintei de depunere.

- 6 -

Fig.2.1 Instalaţia de depunere a straturilor subţiri prin evaporare termică în vid

Panoul de comandă şi control al instalaţiei de depunere este prevăzut cu

ampermetre (care măsoară intensitatea curentului electric prin evaporator),

întrerupătoare şi potenţiometre utilizate pentru alimentarea instrumentelor de

măsură, un dispozitiv pentru cronometrarea duratei depunerii, comanda ecranului

mobil etc. Modificarea temperaturii evaporatorului se poate realiza prin variaţia

valorii intensităţii curentului electric.

Temperatura evaporatorului în timpul depunerii a fost măsurată cu un

termocuplu (fiind modificată în funcţie de natura substanţei de lucru).

Timpul de evaporare al substanţelor de lucru a fost variat în intervalul (20 - 60)

secunde pentru obţinerea straturilor subţiri de grosimi diferite şi pentru modificarea

ratei de depunere.

Curăţarea substraturilor s-a efectuat prin menţinerea acestora în amestec cromic

apoi în alcool etilic, apă distilată şi uscarea lor ulterioară, prin încǎlzire în vid.

Pentru ca straturile subţiri obţinute să aibă o anumită geometrie am folosit măşti

speciale, din alamă, duraluminiu etc, montate pe dispozitivul de fixare a

substraturilor.

2.3 Oxidarea termică a straturilor subţiri metalice

Straturile subţiri metalice obţinute prin procesul de evaporare termică în

vid au fost supuse unui proces de oxidare termică, în atmosferă deschisă.

- 7 -

Creşterea unui strat de oxid prin metoda oxidării termice se poate realiza în mai

multe moduri [64]:

- Oxidarea uscată, reprezintă formarea unui strat de oxid la suprafaţa

stratului subţire metalic datorită unui flux controlat al oxigenului peste respectiva

suprafaţă, speciile care oxidează fiind ionii de oxigen;

- Oxidarea umedă reprezintă formarea stratului de oxid al unui metal în

prezenţa oxigenului şi a vaporilor de apă, speciile ce produc oxidarea sunt

moleculele de apă;

- Oxidarea în vapori are loc atunci când se folosesc vapori de apă care se

deplasează direct pe suprafaţa materialului ce trebuie oxidat.

Straturile metalice obţinute de noi au fost supuse unor procese de oxidare

termică; oxidarea făcându-se prin încălzirea stratului metalic de la temperatura

camerei până la o temperatură prestabilită, Tox=(623, 673, 700) K; la temperatura

maximă (Tox) au fost menţinute un anumit interval de timp, tox=(20, 30, 40, 50,

60, 90) minute, după care au fost lăsate să se răcească treptat, ajungând la

temperatura camerei.

2.4 Analiza structurii unor straturi subţiri semiconductoare oxidice si

transparente

2.4.1 Determinarea valorii parametrilor de structură din

difractogramele de radiaţii X

La baza indexării difractogramelor stau relaţiile dintre distanţele

interplanare dhkl şi parametrii celulei elementare pentru fiecare sistem cristalin.

Pentru oxidul de zinc, material care prezintă o structură cristalină hexagonală (de

tip wurtzit), relaţia dintre distanţa interplanară şi parametrii celulei elementare

este [39, 42]:

2

2

2

22

2 3

41

c

l

a

khkh

dhkl

, (2.1)

unde:

- a , c sunt parametrii celulei elementare;

- h, k, l sunt indicii Miller;

- dhkl este distanţa interplanară.

Oxidul de indiu prezintă o structură cubică. În cazul unei structuri cubice

relaţia dintre distanţa interplanară şi parametrii celulei elementare este de tipul

[39, 42]:

- 8 -

2

222

2

1

a

lkh

dhkl

. (2.2)

Ţinând cont de relaţia lui Bragg [39, 42]:

2 sinhkld n (2.3)

putem determina valorile parametrilor de reţea, a, respectiv c, pentru straturile

subţiri de oxid de zinc, respectiv oxid de indiu obţinute.

Dimensiunea medie a cristalitelor, D, este un alt parametru important care

se poate calcula pe baza unei difractograme de radiaţii X. Valoarea acestui

parametru poate fi calculată cu ajutorul relaţiei Debye-Scherrer [39, 42]:

cos

KD , (2.4)

unde

- K este constanta Scherrer;

- λ este lungimea de undă a radiaţiei utilizate CuKα;

- β este semilărgimea peak-ului de difracţie, corespunzătoare unghiului de

difracţie 2θ;

- θ este unghiul Bragg.

În relaţia (2.4) se consideră pentru constanta Scherrer o valoare de 0,90

[42]. De asemenea trebuie menţionat faptul că relaţia Debye-Scherrer nu ţine cont

de existenţa tensiunilor interne din strat.

Gradul de orientare cristalografică, T(hkl), se calculează ţinând cont de

intensităţile maximelor de difracţie standard respectiv cele pentru eşantioanele

preparate. Gradul de orientare a cristalitelor se calculează utilizând relaţia [66,

67]:

N

hklIhklIN

hklIhklIhklTC

)(/)(

)(/)()(

0

1

0, (2.5)

unde: I(hkl) reprezintă intensitatea măsurată a fiecărui maxim de difracţie, I0(hkl)

este intensitatea standard a maximului respectiv, dată de fişele ASTM, N numărul

de maxime de difracţie utilizate.

Utilizând imaginile de difracţie de radiaţii X obţinute experimental putem

calcula tensiunile care apar în strat. Este bine-cunoscut faptul că în straturile

obţinute pe cale experimentală apar tensiuni ce fac ca valorile parametrilor reţelei

cristaline să difere mai mult sau mai puţin de valorile standard, date de fişele

ASTM [10, 12]. Valoarea tensiunii care apare între microcristalitele care

formează stratul poate fi evaluată pe baza relaţiei [42]:

- 9 -

4cos2 , (2.6)

unde:

- β2θ lărgimea maximului de difracţie la jumătatea înalţimii;

- θ reprezintă unghiul Bragg la care avem maximul de difracţie.

2.5 Studiul proprietăţilor electrice ale unor straturi subţiri

semiconductoare oxidice şi transparente

2.5.1 Studiul dependenţei conductivităţii electrice de temperatură

Determinarea rezistivităţii electrice a stratului subţire se face măsurând

rezistenţa electrica a stratului de analizat folosind relaţia [53, 54, 63]:

R S

l, (2.12)

unde:

- R este rezistenţa electrică a stratului;

- l este lungimea stratului;

- S aria secţiunii transversale a stratului respectiv.

2.5.2 Determinarea lărgimii benzii interzise

Pentru un semiconductor lipsit de impurităţi (intrinsec) dependenţa

conductivităţii electrice de temperatură este descrisă de relaţia [53, 63]

Tk

Eaexp0, (2.13)

unde s-a făcut notaţia:

pnpn BBmmh

ke 4

3**

23

20

22 , (2.14)

** , pn mm sunt masele efective ale purtătorilor de sarcină;

pn BB , sunt coeficienţi caracteristici celor două tipuri de purtători care, nu depind

de energie sau temperatură;

hk, reprezintă constanta lui Boltzmann, respectiv constanta lui Planck.

- 10 -

În practică, dependenţa conductivităţii de temperatură se reprezintă grafic

în coordonate semilogaritmice, T

f310ln .

În acest caz lărgimea benzii interzise se va calcula cu relaţia [53]:

2

3

1

3

123

1010

lnln102

TT

kEg . (2.15)

Reprezentând grafic T

f310ln şi ţinând cont şi de relaţia (2.13) se

poate determina largimea benzii interzise a unui semiconductor.

Sensibilitatea la gaze, S, este definită ca fiind raportul dintre variaţia

rezistenţei elementului senzor în gaz faţă de aer şi respectiv rezistenţa sa în aer:

a g

a a

R -RΔRS = =

R R

. (2.16)

2.6 Studiul proprietăţilor optice ale unor straturi subţiri semiconductoare oxidice

şi transparente

Spectrele de transmisie optică au fost trasate în domeniul spectral (300 -

1700) nm, cu ajutorul unui spectrofotometru UV-VIS-NIR tip Tech5 AG.

Coeficientul de absorbţie a fost determinat cu ajutorul relaţiei [47 - 49]:

T

R

d

2)1(ln

1, (2.17)

unde:

- d reprezintă grosimea stratului analizat;

- R coeficientul de reflexie;

- T coeficientul de transmisie.

Între coeficientul de extincţie şi cel de absorbţie există relaţia [28]:

k4, (2.18)

coeficientul de extincţie fiind determinat pe baza relaţiei [28]:

4k . (2.19)

- 11 -

2.7 Determinarea grosimii straturilor subţiri analizate

Pentru determinarea grosimii straturilor subţiri obţinute în laborator am

utilizat metoda interferometrică, utilizând un microscop interferenţial de tipul

MII-4 (de tip Linnik). Microscopul este prevăzut cu două filtre monocromatice,

corespunzătoare lungimilor de undă 1=551 nm şi 2=475 nm.

Relaţia folosită pentru a determina grosimea stratului subţire este [28,

33]:

2

id

i (2.20)

unde:

λ este lungimea de undă a radiaţiei utilizate ( 551 nm);

Δi este mărimea deplasării franjei în regiunea zgârieturii;

i este mărimea interfranjei.

- 12 -

CAPITOLUL III

REZULTATE EXPERIMENTALE PRIVIND STRUCTURA UNOR

STRATURI SUBŢIRI SEMICONDUCTOARE OXIDICE ŞI

TRANSPARENTE

3.1. Observaţii generale

Ca mijloace de investigaţie a structurii straturilor subţiri obţinute în

laborator am utilizat: difracţia de radiaţii X (XRD); microscopia electronică prin

transmisie (TEM), microscopia de forţă atomică (AFM), microscopia electronică

prin baleiaj (SEM), spectroscopia de fotoelectroni de radiaţie X (XPS).

Difractogramele caracteristice au fost obţinute folosind difractometrul

DRON-3, cu următorii parametri de înregistrare: tensiunea de accelerare, U=26

kV, curentul anodic, I=20mA, fasciculul de radiaţii X fiind monocromatizat cu

5404.1CuK Å, respectiv difractometrul Shimadzu LabX XRD-6000, având

următorii parametri de lucru: tensiunea de accelerare, U=40 kV, curentul anodic,

I=30 mA. Reflexiile au fost studiate în intervalul de valori 20° - 80°.

Analizele structurale, utilizând metoda difracţiei de radiaţii X (XRD), au

fost efectuate în cadrul Laboratoarelor de Analiză Structurală de la Universitatea

,,Al. I. Cuza”, Iaşi.

Studiile de microscopie electronică prin transmisie s-au efectuat cu ajutorul

unui microscop Philips CM-120 în Laboratorul de Microscopie Electronică de la

Universitatea „Ovidius” din Constanţa. Parametrii de lucru utilizaţi sunt:

tensiunea de accelerare a electronilor U=100 kV, lungimea de undă a electronilor

emişi de tunul electronic, λ=0,037 Ǻ, rezoluţia 2 Ǻ. Investigaţiile prin

microscopie electronică de transmisie confirmă rezultatele obţinute utilizând

tehnica difracţiei de radiaţii X.

Morfologia suprafeţei straturilor subţiri studiate a fost analizată utilizând

microscopia de forţă atomică (AFM), imaginile prezentate în lucrare fiind

obţinute pe o suprafaţa de 3 3 μm respectiv 10 10 μm. Imaginile de

microscopide de forţă atomică prezentate au fost obţinute în cadrul Laboratorului

de Fizica Plasmei de la Universitatea „Al.I.Cuza” Iaşi. S-a utilizat un aparat de tip

NT-MDT Solver Pro, mod de lucru: semicontact.

- 13 -

O analiză chimică a eşantioanelor obţinute în laborator s-a efectuat

utilizând tehnica spectroscopiei de fotoelectroni de radiaţii X. Aceste analize au

fost efectuate în Laboratorul de Analiză Structurală de la Universitatea ,,Al. I.

Cuza”, Iaşi. S-a folosit un aparat de tipul PHI 5000 VersaProbe. Se utilizează un

tun cu ioni de Ar+ (tensiune maximă 5kV, curent de emisie 15 mA) pentru

îndepartarea contaminanţilor (C, O, etc.) de pe suprafeţele materialelor analizate.

Diametrul fasciculului de raze X, Al Kα (1486,7 eV) poate fi 8,5 µm – 100 µm,

iar presiunea în camera de analiză este de 5,9 x 10-8

Pa.

3.2 Analiza structurii morfologiei şi compoziţiei chimice a unor straturi subţiri de

In2O3

Am obţinut straturi subţiri de In2O3 utilizând procesul de oxidare termică

a straturilor subţiri metalice de In. Pentru a depune straturile metalice am utilizat

instalaţia de evaporare termică în vid, UVH-70 A-1, instalaţie existentă în

Laboratorul de „Fizica Semiconductorilor”, modul de funcţionare fiind descris în

Capitolul II.

Pentru depunerea straturilor metalice de In, vidul din incinta de depunere

a fost menţinut la aproximativ 10-5

Torr, distanţa evaporator-substrat a fost

menţinută constantă, de aproximativ 8 cm. Grosimea straturilor metalice de In a

fost estimată la aproximativ 340 nm.

Structura straturilor oxidice obţinute a fost analizată utilizând metoda

difracţiei de radiaţii X precum şi difracţia de electroni. Figura 3.1 prezintă

difractograma de radiaţii X caracteristică unui strat subţire de In2O3, obţinut prin

oxidarea termică a stratului metalic de In, la temperatura de 623 K, timpul de

menţinere la temperatura maximă fiind de 30 minute.

Structura straturilor subţiri obţinute a fost analizată prin identificare şi

indexare a maximelor de difracţie din difractogramele de radiaţie X caracteristice,

în funcţie de poziţiile picurilor de difracţie standard şi indicii Miller

corespunzători, respectiv de tipul de structură indicate în fişele ASTM (American

Society for Testing Materials) publicate sub egida JCPDS (Joint Commitee for

Powder Diffraction Standards).

- 14 -

20 30 40 50 60 70

0

20

40

60

80

100

64 68 72 76 80

0

1

2

3

4

In2O

3 (642)

In (202)

I (u

.a)

2 (grade)

Esantion I_335

Tox

=623 K, tox

=30 minIn

2O

3 (444)

In2O

3 (321)

In2O

3 (222)

I (u

.a)

2 (grade)

Fig. 3.1 Difractograma de radiaţii X (CuKα) pentru eşantionul I_335

La valori ale unghiurilor 2θ= (30 - 70)° au fost identificate cinci maxime

de difracţie. Maximele de difracţie au fost indexate comform structurii cubice a

oxidului de indiu [12], fiind identificat şi un maxim de difracţie caracteristic In

metalic. La valori ale unghiurilor 2θ=30,60; 32,97; 63,66 respectiv 69,53 au fost

identificate maximele de difracţie (222), (321), (444) respectiv (642)

caracteristice oxidului de indiu, iar la 2θ= 69,17 a fost identificat maximul (202)

carcteristic In [71].

Dependenţele I=f (2θ) au fost reprezentate pentru intervale unghiulare

diferite deoarece în intervalul 2θ=69°-70 ° există două maxime de difracţie, unul

caracteristic In2O3 şi unul caracteristic In, cea de-a doua reptrezentare fiind

necesară pentru o mai bună vizualizare a maximelor de difracţie. Astfel, în Fig.

3.1, în interior avem prezentată dependenţa I=f (2θ) doar pentru intervalul 2θ=69°

- 70 °. Unghiurile la care au fost identificate maximele de difracţie au valori mai

mici decât cele date de fişa ASTM [12]. De asemenea, observăm că stratul astfel

- 15 -

obţinut este policristalin, cristalitele fiind orientate preferenţial cu planele (321)

paralele cu suprafaţa substratului.

Morfologia stratului a fost analizată utilizând tehnica microscopiei

electronice prin transmisie (TEM). Imaginea obţinută pentru stratul I_335 arată că

acesta este format din cristalite de dimensiuni distribuite în jurul valorii de 28

nm. Aceste cristalite formează aglomerări de formă poliedrală (vezi Fig.3.4) cu

dimensiuni variabile între 200 – 500 nm.

Fig. 3.4 Analiza cristalitelor şi histograma dimensiunilor medii pentru eşantionul I_335

Fig. 3.5. Figura de difracţie de electroni caracteristică stratului I_335

- 16 -

Pentru a efectua analiza structurală s-au preluat imagini de difracţie de

electroni din zonele în care s-au determinat dimensiunile cristalitelor. Figura de

difracţie de electroni obţinută pentru acest strat confirmă caracteristica

policristalină a eşantionului precum şi cristalinitatea ridicată, prin evidenţierea

spoturilor în inelele de difracţie obţinute (Fig. 3.5).

3.3 Analiza structurii morfologiei şi compoziţiei chimice a unor straturi subţiri de

ZnO

Acelaşi procedeu, de oxidare a straturilor subţiri metalice a fost utilizat şi

pentru a obţine straturi subţiri de ZnO. Pentru straturile de Zn s-a estimat o

grosime de 400 nm.

Imaginile de difracţie de radiaţii X, obţinute pe eşantioanele Z_635

respectiv Z_340 confirmă faptul că utilizând parametrii amintiţi (temperaturi de

oxidare de 623 K respectiv 673 K şi timpi de oxidare de 60, respectiv 30 minute)

obţinem o oxidare completă a straturilor metalice de zinc. Pentru ambele

eşantioane, în difractogramele de radiaţii X au fost identificate doar maxime

caracteristice oxidului de zinc.

20 30 40 50 60 70 80

0

20

40

60

80

100

Esantion Z_340

Tox

=673 K, tox

=30 min

ZnO (004)

ZnO (101)

ZnO (002)

ZnO (100)I (u

.a)

2 (grade)

Fig. 3.8 Difractograma de radiaţii X (CuKα) pentru eşantionul Z_340

- 17 -

Eşantioanele de oxid de zinc obţinute sunt policristaline, cu o structură

hexagonală de tip wurtzit [10]. Cristalitele sunt orientate preferenţial cu planele

(002) paralel cu suprafaţa substratului.

Pentru eşantionul Z_340 structura a fost analizată utilizând şi microscopia

electronică prin transmisie.

Fig. 3.11. Analiza cristalitelor şi histograma dimensiunilor medii pentru eşantionul Z_340

În Fig. 3.11 este prezentată o imagine TEM caracteristică stratului de

ZnO obţinut prin oxidare termică la 673 K timp de 30 min. Aceasta a fost utilizată

pentru a estima diametrul mediu al cristalitelor.

Diametrele măsurate sunt reprezentate sub formă de histogramă, iar

pentru estimarea dimensiunii lor s-a folosit funcţia lognormal (curba roşie din Fig.

3.11). Din histogramă observăm că stratul este format din cristalite de dimensiuni

distribuite în jurul valorii de 28 nm.

Pentru analiza structurală au fost preluate imagini de difracţie din zonele

în care s-a efectuat determinarea dimensiunilor cristalitelor. Figurile de difracţie

de electroni confirmă caracteristica policristalină a eşantionului prin prezenţa

inelelor de difracţie.

- 18 -

Fig.3.12 Figura de difracţie caracteristică eşantionului Z_340

Morfologia suprafeţei straturilor subţiti de ZnO a fost analizată utilizând

microscopia de fortă atomică. Imaginile tridimensionale, caracteristice straturilor

Z_635 şi Z_340 sunt prezentate în Fig. 3.15.

Fig. 3.15 Imaginile AFM pentru eşantioanele Z_635 (Tox=623 K, tox=60 min)

Ra=34,4 nm; Rrms=47,7 şi Z_340 (Tox=673 K, tox=30 min) Ra=33,7 nm; Rrms =48,2 nm

Imaginile tridimensionale ne confirmă faptul că straturile au o structură

policristalină, iar cristalitele sunt orientate după o anumită direcţie. De asemenea,

observăm că valorile rugozităţilor celor două eşantioane sunt relativ apropiate,

- 19 -

ceea ce înseamnă că o modificare a condiţiilor de oxidare nu determină o

modificare drastică a morfologiei suprafeţei stratului subţire.

3.4 Analiza structurii morfologiei şi compoziţiei chimice a unor sisteme

de tipul ZnO- In2 O3

După ce am obţinut şi analizat, din punct de vedere structural, straturi

subţiri de In2O3 respectiv de ZnO pure, observând modul în care condiţiile de

oxidare termică influenţează caracteristicile structurale ale acestora, în acest

subcapitol vom analiza o serie de straturi care au în compoziţie Zn, In respectiv O.

Pentru un prim set de eşantioane, notate IZ-I, am utilizat un raport masic

Zn/In=1,703, cele doua materiale fiind evaporate din acelaşi evaporator.

20 30 40 50 60

0

20

40

60

80

100Esantion IZ 353I

Tox

=623 K, tox

=30 min

20 30 40 50 60

0

20

40

60

80

100Esantion IZ 356I

Tox

=623 K, tox

=60 min

2 (grade)

I (u

.a)

20 30 40 50 60

0

20

40

60

80

100

ZnO (002)

In2O

3 (

321)

ZnO

(100)

In2O

3 (222)

Esantion IZ 359I

Tox

=623 K, tox

=90 min

Fig. 3.20 Difractogramele de radiaţii X (CuKα) pentru eşantionele IZ 353 I, IZ 356 I

respectiv IZ 359 I

- 20 -

Straturile metalice de Zn – In, cu o grosime de aproximativ 200 nm, au

fost oxidate fiind încălzite de la tenperatura camerei pană la 623 K, au fost

menţinute timpi diferiţi la această temperatură (tox=30, 60 respectiv 90 min) după

care au fost lăsate să se răcească ajungând din nou la temperatura camerei.

Cristalitele de ZnO au o structură de tip wurtzit şi sunt orientate

preferenţial cu planele (002) paralele cu suportul de depunere. Acest tip de

orientare se observă la straturile cu structură de tip wurtzit şi se datorează

particularităţilor celulei elementare în această structură.

Utilizând relaţiile din literatură, au fost calculate valorile pentru o serie de

parametri de structură caracteristici, aceste valori fiind corelate cu timpul de

menţinere la temperatura maximă. Deoarece, difractogramele de radiaţii X

prezintă maxime de difracţie caracteristice atât oxidului de zinc cât şi oxidului de

indiu, au fost calculate valorile pentru aceşti parametri separat.

În Tabelul 3.5 sunt prezentate valorile calculate ale parametrilor de

structură caracteristici.

Tabel 3.5 Valorile parametrilor de structură calculate din difractogramele de

radiaţii X

Eşantion Tox

(K)

t ox

(min)

D

(Ǻ) εx10-3 a

(Ǻ)

a0

(Ǻ)

c

(Ǻ)

c0

(Ǻ)

IZ_353 I ZnO

623

30 100 3,32

10,110

5,226

5,206

In2O3 230 1,51 10,133

IZ_ 356 I ZnO

60 340 1,65 5,220

In2O3 300 1,16 10,115

IZ_ 359 I ZnO

90 215 2,58 5,190

In2O3 350 1,86 10,115

Tox, temperatura la care s-a efectuat oxidarea; tox, timpul cât stratul a fost menţinut la

temperature Tox; D dimensiunea medie a cristalitelor; ε, tensiunea dintre microcristalite; a,

parametrul reţelei cristaline pentru In2O3; c, parametrul reţelei cristaline pentru ZnO; a0, c0

valoarile standard (date de fişele ASTM [12, 10]) pentru parametrii reţelei cristaline

După cum se poate observa din Tabelul 3.5 valorile pentru dimensiunea

medie a cristalitelor, parametrii reţelei cristaline precum şi tensiunea care apare

între microcristalite, se modifică odată cu creşterea timpului de oxidare termică.

Observăm că, valorile calculate pentru parametrul reţelei cristaline, a, este mai

mare decât valoarea data de fişa ASTM [12], ceea ce arată că, din cauza apariţiei

microtensiunilor dintre cristalite, celula elementară este deformată.

Natura policristalină a straturilor oxidice obţinute precum şi orientarea

preferenţială a cristalitelor, caracteristici observate din analizele de difracţie de

radiaţii X, sunt confirmate de imaginile de microscopie de forţă atomică. Din

- 21 -

imaginile bidimensionale observăm că odată cu creşterea timpului de menţinere la

temparatura maximă a straturilor, forma şi dimensiunea acestora se modifică. O

modificare a dimensiunii cristalitelor atrage după sine o modificare a rugozităţii

suprafeţei stratului subţire.

Fig. 3.25 Imaginea AFM a eşantionului IZ_353 I (Tox=623 K, tox=30 min), Ra=7,3 nm;

Rrms=9,2 nm


Rrms=26,2 nm

- 22 -


Rrms=37,9 nm

Am observat, în acest caz, că un timp mai îndelungat acordat procesului

de oxidare termică conduce la o mărire a valorii rugozităţii suprafeţei.

Fig.3.28 Imaginea SEM a eşantionului IZ 353 I

Imaginea SEM obţinută pentru eşantionul IZ 353 I pune în evidenţă faptul

că acest strat este format din microcristalite cu o formă bine definită, aceeaşi

concluzie fiind obţinută şi din imaginea de microscopie de forţă atomică.

În urma analizei proprietăţilor structurale ale straturilor subţiri oxidice,

obţinute în laborator, am tras următoarele concluzii:

- s-a găsit că straturile de In2O3, ZnO respectiv ZnO-In2O3 obţinute prin

oxidare termică au o structură policristalină. Natura policristalină a straturilor este

- 23 -

confirmată de măsurătorile de difracţie de radiaţii X, difracţie de electroni.

Morfologia suprafeţelor, analizată cu ajutorul microscopului de forţă atomică,

arată, de asemenea, că straturile sunt policristaline, cristalitele fiind orientate

preferenţial.

- pentru straturile de In2O3, obţinute prin oxidare termică la temperatura

de 623 K s-a observat, în difractogramele de radiaţii X, existenţa unui maxim de

difracţie caracteristic In metalic, ceea ce conduce la ideea că parametrii de oxidare

utilizaţi nu conduc la o oxidare completă a stratului metalic.

- pentru straturile subţiri de ZnO, analiza structurii prin difracţie de

radiaţii X ne confirmă faptul că straturile obţinute sunt complet oxidate.

- s-a observat că, în cazul straturilor subţiri de ZnO dacă se foloseşte un

strat „buffer” de In2O3 conductivitatea straturilor este considerabil îmbunătăţită.

De asemenea aceste straturi, în urma iradierii cu lumină UV devin superhidrofile.

- 24 -

CAPITOLUL IV

REZULTATE EXPERIMENTALE PRIVIND UNELE FENOMENE

DE TRANSPORT ELECTRONIC IN STRATURI SUBŢIRI

SEMICONDUCTOARE OXIDICE ŞI TRANSPARENTE

4.1 Observaţii generale

Proprietăţile electrice ale materialelor care fac parte din clasa

semiconductorilor oxidici conductori şi transparenţi sunt intens studiate, deoarece

natura mecanismelor de conducţie electrică reprezintă un subiect de larg interes.

Considerând că dependenţa de temperatură a conductivităţii electrice este descrisă

de o lege de formă exponenţială [53, 54, 63]

Tk

E

B

a

e0 , (4.1)

unde: σ0, parametru ce depinde de natura materialul studiat; Ea reprezintă energia

de activare a conducţiei electrice; kB este constanta lui Boltzmann.

Din panta dependenţei ln =f(103/T ) se determină valorile energiilor de

activare termică a conducţiei electrice Ea cu ajutorul relaţiei (2.13). În general,

dependenţa conductivităţii electrice de temperatură prezintă două porţiuni cu

pante diferite astfel încât pentru intervale de temperatură diferite vom obţine

energii de activare termică diferite.

4.2 Dependenţa de temperatură a conductivităţii electrice pentru straturi

subţiri de In2O3

Analiza dependenţelor conductivităţii electrice de temperatură pentru

straturi subţiri de ZnO, In2O3 s-a efectuat în timpul unui tratament termic ce

constă în două cicluri încălzire/răcire, până la o anumită temperatură. Efectuarea

unui tratament termic are ca rezultat apariţia unor modificări structurale (se

modifică dimensiunea medie a cristalitelor, concentraţia defectelor de structură,

concentraţia impurităţilor etc), modificări de care trebuie să se ţină cont la

interpretarea rezultatelor experimentale.

- 25 -

Straturile subţiri de In2O3 şi ZnO, obţinute prin oxidarea termică a

straturilor metalice de In şi Zn, au fost supuse unor tratamente termice ce constau

în efectuarea a două cicluri încălzire/răcire, concomitent fiind înregistrată

variaţiea rezistenţei electrice. Încălzirile s-au făcut până la temperatura de 473 K. Pentru eşantioanele I_335 respectiv I_635, grosimea straturilor metalice

fiind de aproximativ 340 nm, observăm că după prima încălzire, până la 473 K,

dependenţele Tf 310ln devin reversibile, această reversibilitate fiind

atribuită unei stabilizări a structurii straturilor subţiri după încălzire.

Conductivitatea electrică a materialelor semiconductoare oxidice şi transparente

se datorează unei abateri de la stoechiometrie: existenţa vacanţelor de oxigen sau

a atomilor de metal interstiţiali [103, 104].

Valorile conductivităţii electrice obţinute pentru cele două straturi, de

0,35 (Ω x cm)-1

respectiv 1,91 (Ω x cm)-1

pot fi atribuite existenţei unei cantităţi

mici de atomi metalici de In în structura straturilor subţiri. Această presupunere

este susţinută de analiza structurii, prin difracţie de radiaţii X, analiză care pune în

evidenţă existenţa unei cantităţi de In în structura stratului oxidic.

2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4

-1,5

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

ln

( x

cm

)-1

103/T (K)

-1

prima incalzire

prima racire

a doua incalzire

a doua racire

Esantion I_335

Tox

=623 K, tox

=30 min

Fig. 4.1 Dependenţa Tf 310ln pentru eşantionul I_335

- 26 -

2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4

0

1

2

3

4

5

6

7

8

ln

( x

cm

)-1

103/T (K)

-1

prima incalzire

prima racire

a doua incalzire

a doua racire

Esantion I_635

Tox

=623 K, tox

=60 min

Fig. 4.2 Dependenţa Tf 310ln pentru eşantionul I_635

Se observă din Fig.4.1 şi 4.2 că după efectuarea celor două cicluri de

încălzire/răcire valoarea conductivităţii electrice creşte în comparaţie cu valoarea

conductivităţii pe care straturile o aveau înainte de efectuarea tratamentului

termic. În cazul eşantionului I_335 valoarea conductivităţii electrice creşte cu un

ordin de mărime, iar pentru eşantionul I_635 valoarea conductivităţii electrice

obţinută după efectuarea tratamentului termic fiind de 4,75 x 102 (Ω x cm)

-1.

Aşa cum am descris şi în Cap I (§ 1.6.1) în cazul straturilor policristaline,

la graniţa dintre cristalite se formează stări de suprafaţă care constituie capcane

pentru purtătorii de sarcină. Capcanele acceptoare, iniţial neutre din punct de

vedere electric, captează electroni şi se încarcă negativ, formând o barieră de

potenţial care influenţează transportul electronic prin strat. Dacă înălţimea

barierei este mai mare decât energia termică cedată prin încălzirea stratului

(kT=0,025 eV la 300 K), în mecanismul conducţiei electrice un rol predominant îl

joacă emisia termoelectronică. În timpul efectuării unui tratament termic, odată cu

creşterea temperaturii se modifică poziţia nivelului Fermi astfel încît energia

purtătorilor este suficientă pentru a favoriză o conducţie cu o anumită energie de

activare.

- 27 -

Utilizând modelele teoretice elaborate pentru straturi subţiri cu structură

discretă [55 - 59] putem explica mecanismul transportului electronic în straturile

subţiri de In2O3 respectiv cele de ZnO. Utilizând relaţiile elaborate de Seto [57 -

59] am calculat valorile pentru o serie de parametri caracteristici transportului

electronic în straturile subţiri analizate.

Tabel 4.1 Valorile parametrilor caracteristici transportului electronic în funcţie

de temperatura şi timpul de oxidare

Eşantion Tox

(K)

tox

(min)

Eb

(eV)

ND

(cm-3)

Nt

(cm-2)

σi

(Ω xcm)-1

I_ 335 623

30 0,32 6,47 x 1017 2,95 x 1014 0,352

I_ 635 60 0,22 3,39 x 1017 1,73 x 1014 1,915

I_ 340 673 30

0,44 8,51 x 1017 3,86 x 1014 0,629

I_ 343 700 0,37 5,86 x 1018 2,93 x 1015 0,263

Eb, energia barierei de potenţial; ND, concentraţia de impurităţi donoare; Nt

concentraţia stărilor de interfaţă; σi, valoarea conductivităţii electrice înainte de efectuarea

tratamentului termic.

Pentru a stabiliza structura straturilor subţiri, după oxidare straturile au

fost supuse unui tratament termic, care a constat în două încălziri şi două răciri.

Este posibil ca în timpul acestui tratament termic să aibă loc:

- oxidarea atomilor de Zn şi/sau In care erau în exces. Acest proces conduce la

o scădere a conductivităţii electrice, oxizii având o conductivitate mai mică;

- difuzia atomilor de metal din interiorul cristalitelor spre suprafaţa acestora,

unde se pot forma microcristalite, care ulterior se oxidează;

- modificarea dimensiunilor cristalitelor şi a graniţelor intercristaline. În

general, în urma unui tratament termic dimensiunea cristalitelor creşte ceea ce

determină o creştere a conductivităţii electrice;

- eliminarea unor impurităţi volatile, fapt care determină scăderea

conductivităţii.

Unele dintre aceste procese ar putea să predomine, în acest caz ele trebuie luate în

considerare la explicarea curbelor Tf 310ln respectiv a valorilor obţinute

pentru anumiţi parametri caracteristici transportului electronic.

- 28 -


subţiri de ZnO

Au fost obţinute, prin oxidare termică şi analizate din punct de vedere

electric şi o serie de straturi subţiri de ZnO.

Pentru straturile subţiri de ZnO, depuse pe sticlă, am obţinut valori ale

conductivităţii electrice, înainte de efectuarea celor două cicluri de

încălzire/răcire, cuprinse în intervalul (1,58 x 10-3

– 6,86 x 10-4

) (Ω x cm)-1

, iar

după efectuarea tratamentului termic valoarea conductivităţii electrice se modifică

cu un ordin de mărime. Observăm că pentru straturile de ZnO am obţinut valori

ale conductivităţii electrice cu aproximativ două ordine de mărime mai mici decât

în cazul straturilor de In2O3.

2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4

-7,5

-7,0

-6,5

-6,0

-5,5

-5,0

ln

( x

cm

)-1

103/T (K)

-1

prima incalzire

prima racire

a doua incalzire

a doua racire

Esantion Z_340

Tox

=673 K, tox

= 30 min

Fig. 4.11 Dependenţa Tf 310ln pentru eşantionul Z_340

- 29 -

2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

ln

( x

cm

)-1

103/T (K)

-1

prima incalzire

prima racire

a doua incalzire

a doua racire

Esantion Z_640,

Tox

=673 K, tox

=60 min

Fig. 4.12 Dependenţa Tf 310ln pentru eşantionul Z_640

Prin modificarea condiţiilor de obţinere a straturilor subţiri de ZnO

(temperaturi şi timpi de oxidare diferiţi) se obţin straturi pentru care valorile

parametrilor caracteristici transportului electronic diferă (energia de activare a

conducţiei electrice, valoarea conductivităţii electrice, înălţimea barierei de

potenţial, concentraţia stărilor de interfaţă, etc).


de temperatura şi timpul de oxidare

Eşantion Tox

(K)

tox

(min)

Eb

(eV)

Et

(eV)

Eg

(eV)

ND

(cm-3)

Nt

(cm-2)

σi

(Ω xcm)-1

Z_335 623

30 0,22 0,17 3,28 3,22 x1018 1,31 x 1015 1,61 x 10-3

Z_635 60 0,41 0,90 3,24 5 x 1018 8,78 x 1014 9,26 x 10-3

Z_340 673

30 0,23 0, 80 3,34 4,07 x1018 7,43 x 1014 6,86 x 10-4

Z_640 60 0,24 0,83 3,15 3,78 x1018 5,67 x 1014 1,58 x 10-3

Tox, temperatura de oxidate; tox, timpul de oxidare; Eb energia barierei de

potenţial; Et, energia stărilor de interfaţă relativ la nivelul Fermi la interfaţă; Eg lărgimea

benzii interzise; ND, concentraţia de impurităţi donoare; Nt concentraţia stărilor de

interfaţă; σi, valoarea conductivităţii electrice înainte de efectuarea tratamentului termic

- 30 -

Înălţimea barierei de potenţial care apare la graniţele intercristalite are

valori cuprinse în intervalul (0,22 – 0,41) eV, iar energia stărilor de interfaţă

relativ la nivelul Fermi are valori cuprinse între 0,17 eV şi 1,08 eV. Şi pentru

straturile de ZnO pentru concentraţia stărilor de interfaţă obţinem valori de

ordinul (1014

- 1015

) cm-2

, valori mai mari cu unul sau două ordine de mărime

decât valorile raportate în literatură [110, 111].


de ZnO-In2O3

Aşa cum am observat, din analiza structurii prin difracţie de radiaţii X, în

cazul setului de eşantioane IZ 353 I, IZ 356 I, IZ 359 I, aceste straturi au în

compoziţie atât ZnO cât şi In2O3. Dependenţele Tf 310ln pentru aceste

straturi sunt prezentate in Fig. 4.14 - 4.16.

2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

ln

( x

cm

)-1

103/T (K)

-1

prima incalzire

prima racire

a doua incalzire

a doua racire

Esantion IZ 353I

Tox

=623 K, tox

=30 min

Fig. 4.14 Dependenţa Tf 310ln pentru eşantionul IZ 353 I

Conductivitatea electrică a acestor straturi, înainte de efectuarea

tratamentului termic, este cuprinsă în intervalul (0,84 – 6,44) (Ω x cm)-1

, cea mai

- 31 -

mare valoare a conductivităţii electrice fiind obţinută pentru stratul oxidat timp de

60 minute.

Valorile unor parametri caracteristici transportului electronic au fost

determinate, aceste valori regăsindu-se în Tabelul 4.5.


timpul de oxidare

Eşantion

Tox

(K) tox

(min) Ea1

(eV) ΔT1

(K) Ea2

(eV) ΔT2 (K)

σi (Ω x cm)-1

σf (Ω x cm)-1

IZ 353 I 623

30 0,21 307-348 0,37 353-451 1,63 0,33

IZ 356 I 60 0,36 300-344 0,61 348-451 6,44 4,87

IZ 359 I 90 0,13 300-362 0,77 411-473 0,84 0,82

Tox - temperatura de oxidare; tox - timpul de oxidare; Ea1 - energia de activare în intervalul

de temperatură ΔT1; Ea2 - energia de activare în intervalul de temperatură ΔT2; σi -

valoarea conductivităţii electrice înainte de efectuare a tratamentului termic; σf - valoarea

conductivităţii electrice după efectuarea tratamentului termic.

Pentru valori mici ale temperaturii la care s-a efectuat tratamentul termic,

cuprinse în intervalul ΔT1= (300 – 362) K, energia de activare a conductivităţii

electrice are valori cuprinse în intervalul (0,13 – 0,36) eV şi odată cu creşterea

temperaturii de tratament, la valori cuprinse în intervalul ΔT2= (348 – 473) K,

creşte şi valoarea energiei de activare, aceste valori ce variază în intervalul (0,37 –

0,77) eV. Astfel, putem considera că valorile energiilor de activare, pentru

intervalul de temperatură ΔT=(300 – 362) K corespund tranziţiilor electronilor de

pe nivelele energetice de impurităţi situate în banda interzisă la distanţe de (0,13 –

0,36) eV de marginea inferioară a benzii de conducţie.

4.5 Dependenţa de temperatură a sensibilităţii straturilor subţiri la

diferite gaze

Senzorii de gaz cu semiconductori au proprietatea de a-şi modifica

rezistenţa electrică atunci când sunt expuşi la diferite atmosfere gazoase. Variaţia

rezistenţei electice este corelată cu temperatura de operare. Temperatura optimă

de funcţionare poate să varieze în funcţie de natura materialului din care este

confecţionat senzorul şi de atmosfera gazoasă. Diferite specii chemisorbite pot

modifica concentraţia purtătorilor de sarcină în apropierea suprafeţei stratului,

modificând astfel conductivitatea electrică a acestuia.

- 32 -

Pentru o serie de straturi depuse în laborator s-au efectuat măsurători în

vederea determinării sensibilităţii la: acetonă, etanol, metan, formaldehidă,

amoniac şi gaz petrolier lichefiat. Au fost testate, un număr mare de gaze, pentru a

observa pentru care dintre acestea straturile obţinute de noi, sunt mai sensibile.

Temperatura pentru care s-a determinat sensibilitatea straturilor a fost

variată în intervalul (373 – 473) K, iar concentraţia de gaz utilizată a fost de 800

ppm. S-a ales această concentraţie deoarece s-a observat că pentru această valoare

se obţin cele mai mari sensibilităţi.

200 400 600 800 1000 1200

0

2

4

6

8

10

S

CNH

3

(ppm)

Esantion IZ 359 I, tox

=90 min


=60 min


=30 min

Tox

=623 K

Fig. 4.23 Dependenţa sensibilităţii de concentraţia de amoniac

În Fig. 4.23 este reprezentată grafic sensibilitatea înregistrată pentru

diferite concentraţii de amoniac, pentru straturile notate ISZ I. Din acest grafic

observăm că sensibilitatea celor trei straturi creşte odată cu creşterea concentraţiei

de gaz, valoarea maximă fiind atinsă pentru o concentraţie de 800 ppm, astfel

încât măsurătorile de variaţie a rezistenţei în gaz s-au efectuat pentru o

concentraţie de gaz de 800 ppm.

În Fig.4.24 - 4.26 sunt prezentate dependenţele sensibilităţii de

temperatură, pentru şase gaze diferite, pentru seria de eşantioane de ZnO- In2O3.

- 33 -

Pentru cele trei straturi obţinute prin oxidare termică, timpii de oxidare fiind

diferiţi, observăm că odată cu creşterea temperaturii valoarea sensibilităţii la gaz

creşte, capătă o valoarea maximă, la temperatura de 443 K, după care, la

temperatură mai mare sensibilitatea începe să scadă.

380 400 420 440 460 480

0

2

4

6

8

10

S

T (K)

amoniac

metan

GPL

acetona

etanol

formaldehida

Esantion IZ 353 I

Tox

=623 K, tox

=30 min

Fig. 4.24 Dependenţa sensibilităţii de temperatură pentru eşantionul IZ 353 I

De asemenea, se observă că sensibilitatea cea mai mare a fost obţinută

pentru amoniac, iar formaldehida este gazul la care straturile prezintă cea mai

scăzută sensibilitate. Măsurarea sensibilităţii la diferite gaze permite identificarea

gazului la care materialul senzor este selectiv. Straturile de ZnO-In2O3 sunt

selective la amoniac.

Analizând proprietăţile de transport electronic pentru un număr mare de

eşantioane am observat următoarele:

- straturile de In2O3 prezintă conductivităţi electrice cuprinse în intervalul

(0,26 – 1,91) (Ω x cm)-1

, în timp ce straturile subţiri de ZnO sunt mai rezistive,

având conductivitatea electrică cuprinsă în intervalul (10-4

– 10-3

) (Ω x cm)-1

.

- 34 -

- dacă straturile subţiri sunt supuse unui tratament termic, care constă în

efectuarea a două cicluri de încălzire/răcire, conductivitatea electrică a straturilor

se modifică.

- s-a analizat sensibilitatea unor straturi la un număr mare de gaze şi s-a

observat că aceste straturi prezintă o sensibilitate mare la amoniac, iar

formaldehida este gazul la care straturile sunt foarte putin sensibile. Temperatura

optimă de lucru s-a găsit a fi 443 K, iar timpul de răspuns este de 26 s.

- straturile care au în componenţa lor ZnO şi In2O3 prezintă o valoare mai

mare a sensibilităţii la gaz decît straturile de ZnO:In, deci prin introducerea unei

cantităţi mai mari de In în stratuctura ZnO obnţinem valori mai mari ale

sensibilităţii la gaz.

- 35 -

CAPITOLUL V

REZULTATE EXPERIMENTALE PRIVIND UNELE PROPIETĂŢI

OPTICE ALE UNOR STRATURI SUBŢIRI SEMICONDUCTORE

OXIDICE ŞI TRANSPARENTE

5.1 Observaţii generale

Pentru eşantioanele preparate au fost trasate spectrele de transmisie,

utilizând un spectrofotometru UV-VIS-NIR tip Tech5 AG, în domeniul spectral

(300 - 1700) nm precum şi spectrele de reflexie, pentru o serie de eşantioane, cu

ajutorul unui spectrofotometru STEAG ETA-OPTIK, în domeniul (400 - 1000)

nm.

Am urmărit să facem o comparaţie între proprietăţile optice ale straturilor

subţiri oxidice obţinute în condiţii diferite, pentru a observa modul în care

parametrii de obţinere utilizaţi la depunerea straturilor de In2O3, ZnO sau ZnO-

In2O3 influenţează aceste proprietăţi.

5.2 Proprietăţi optice ale unor straturi subţiri de In2O3

În general straturile subţiri de In2O3 prezintă o transmisie optică mare în

domeniul vizibil şi sunt puternic reflectante în IR [100], iar valoarea lărgimii

optice a benzii interzise este de 3,75 eV, aceste proprietăţi recomandând utilizarea

acestui material pentru o serie de aplicaţii. Au fost efectuate o serie de cercetări

asupra oxizilor semiconductori care au pus în evidenţă faptul că aceste materiale

pot fi utilizate pentru o serie de aplicaţii care au la bază proprietatea de

selectivitate spectrală [124 - 126].

În Fig.5.1 avem reprezentate spectrele de transmisie pentru straturi subţiri

de In2O3 obţinute printr-un proces de oxidare termică a straturilor metalice la

temperatura de 623 K, la temperatura maximă fiind menţinute 30 minute respectiv

60 minute. Observăm că valoarea transmisiei optice, în domeniul vizibil, este

- 36 -

aproximativ 70%, pentru stratul oxidat timp de 30 minute în timp ce pentru stratul

oxidat 60 minute această valoare scade la aproximativ 40%. Din analiza

structurală, prin difracţie de radiaţii X, s-a găsit că straturile nu sunt oxidate

complet, fiind identificate în difractogramă, maxime de difracţie caracteristice

metalului. Valoarea mică a transmisiei optice poate fi pusă pe seama existenţei

atomilor de In neoxidaţi în strat, atomi care absorb mare parte din lumina

incidentă pe suprafaţa stratului subţire.

Fig. 5.1 Spectrele de transmisie pentru eşantioanele I_335 respectiv I_ 635

Utilizând spectrele de transmisie precum şi relaţiile (1.6) şi (2.17) au fost

estimate valorile lărgimii benzii interzise obţinând valori de 3,52 eV respectiv

3,61 eV. Valorile obţinute de noi sunt mai mici decât 3,75 eV, valoarea obţinută

pentru materialul masiv, obţinerea unor valori mai mici fiind atribuită

modificărilor structurale care au loc prin modificare a condiţiilor de oxidare

termică.

- 37 -

Fig. 5.3 Dependenţa 2

h f h pentru eşantioanele I_335 respectiv I_635

5.3 Proprietăţi optice ale unor straturi subţiri de ZnO

Asemenea oxidului de indiu şi oxidul de zinc este un material ce prezintă

o valoare mare a coeficientului de transmisie, în domeniul vizibi. Valoarea mare a

coeficientului de transmisie optică precum şi o lărgime a benzii interzise de 3,37

eV recomandă utilizarea straturilor subţiri de ZnO la diverse aplicaţii: dispozitive

optoelectronice, dispozitive optice, acoperiri protectoare, etc [128 - 130].

- 38 -

400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

0

20

40

60

80

100

Z_340, tox

=30 min

Z_640, tox

=60 min

Tox

=673 K

T (

%)

(nm)

Fig. 5.10 Spectrele de transmisie pentru eşantioanele Z_340 respectiv Z_640


h f h pentru eşantioanele Z_340 respectiv Z_640

- 39 -

Din Fig. 5.10 respectiv 5.13 se observă că pentru straturile oxidate la

temperaturi mai mari (673 K respectiv 700 K) timp de 30 minute, transmisia

optică în domeniul vizibil rămâne la aproximativ 90%, însă pentru un timp de

oxidare de 60 minute transmisia optică în domeniul vizibil scade la aproximativ

70%. De asemenea, odată cu creşterea timpului de oxidare termică se observă o

deplasare a marginii benzii de absorbţie. Această deplasare presupune obţinerea

unei valori mai mici a largimii benzii interzise.

5.4 Proprietăţi optice ale unor straturi subţiri de ZnO- In2O3

Spectrele de transmisie şi reflexie au fost trasate pentru eşantioanele ZnO-

In2O3. Am observat că, în cazul straturilor formate dintr-un amestec de ZnO şi

In2O3 se obţin tramsmisii optice, în domeniul vizibil, de peste 85%, iar reflexiile

sunt de aproximativ 10%. Pentru eşantionul oxidat timp de 90 minute observăm

că se obţine o valoare mai mică a transmisiei optice, în domeniul vizibil şi cea mai

mare valoare pentru reflexia optică.

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

0

20

40

60

80

100

T (

%)

(nm)

Esantion IZ 353I, tox

=30 min


=60 min


=90 min

Tox

=623 K

Fig. 5.20 Spectrele de transmisie pentru eşantioanele IZ353 I, IZ356 I respectiv IZ359 I

- 40 -

400 500 600 700 800 900 1000

0

5

10

15

20

R (

%)

(nm)


=30 min


=60 min


=90 min

Tox

=623 K

Fig. 5.21 Spectrele de reflexie pentru eşantioanele IZ353 I, IZ356 I respectiv IZ359 I

Am calculat valoarea lărgimii benzii interzise şi am observat că, pentru

straturile oxidate timp de 30 minute respectiv 60 minute, se obţine o valoare de

3,21 eV pe când, în cazul stratului oxidat timp de 90 minute obţinem o valoare de

3,39 eV.

- 41 -


h f h pentru eşantioanele IZ353 I, IZ356 I respectiv

IZ359 I

Analizând unele proprietăţi optice ale stratrurilor obţinute în laborator,

putem concluziona:

- s-a observat că straturile de In2O3 au o transmisie mică în domeniul

vizibil, între 40 % şi 80 %, aceste valori fiind puse pe seama existenţei unei

cantităţi de In metalic în strat, care absoarbe o parte din lumină;

- straturile subţiri de ZnO prezintă o valoare a transmisie optice mare în

domeniul vizibil, de peste 80 %, valorile transmisiei optice depinzând de

condiţiile de obţinere a straturilor oxidice;

- 42 -

- valorile determinate pentru lărgimea benzii interzise, atât pentru

straturile de In2O3 cât şi pentru straturile de ZnO, sunt mai mici decât valoarea

raportată pentru materialul masiv, însă sunt în concordanţă cu valorile raportate în

literatura de specialitate.

- 43 -

Concluzii

În lucrarea de faţă s-a efectuat un studiu amănunţit asupra structurii,

proprietăţilor electrice şi optice ale unor straturi subţiri de ZnO, In2O3 respectiv

ZnO-In2O3, aceste proprietăţi fiind corelate cu condiţiile de obţinere folosite. În

urma acestui studiu s-au desprins următorele concluzii:

1. S-a găsit că straturile de In2O3, ZnO respectiv ZnO-In2O3 obţinute prin

oxidare termică au o structură policristalină.

2. S-a stabilit că valorile parametrilor de structură caracteristici

(dimensiunea medie a cristalitelor, parametrii celulei elementare, coeficientul de

textură, tensiunile dintre microcristalite) calculaţi din difractogramele de radiaţii

X, depind de condiţiile de obţinere a straturilor subţiri oxidice (temperatura la

care s-a făcut oxidarea termică respectiv timpul de menţinere la temperatura

maximă).

3. Au fost analizate dependenţele conductivităţii de temperatură în timpul

unui tratament termic ce constă în două cicluri de încălzire/răcire. Dependenţe

conductivităţii electrice de temperatură prezintă două porţiuni corespunzătoare

conducţiei extrinseci, în domeniul temperaturilor mici, şi intrinseci, în domeniul

temperaturilor mai ridicate.

4. Am obţinut straturi de ZnO:In, In2O3:Zn respectiv straturi ce conţin un

amestec de ZnO şi In2O3 şi am observat că prin introducerea atomilor de In în

structura oxidului de zinc conductivitatea electrică este îmbunătăţită, în schimb,

conductivitatea straturilor de In2O3:Zn este mai mică decît cea a straturilor de

In2O3.

5. Utilizând modelul Seto au fost calculate valorile pentru o serie de

parametri caracteristici fenomenului de transport electronic şi s-a găsit că aceste

valori depind de parametrii de obţinere ai straturilor oxidice cât şi de natura

straturilor subţiri.

6. Straturile subţiri de ZnO/In2O3/sticlă, ZnO-In2O3, ZnO:In prezintă o

transmisie optică, în domeniul vizibil de peste 75 %, iar conductivitatea electrică

este îmbunătăţită în raport cu conductivitatea electrică a straturilor subţiri de ZnO.

7. Utilizând spectrele de transmisie optică au fost calculate valorile pentru

absorbţia optică respectiv lărgimea benzii interzise. Aceste valori au fost corelate

cu condiţiile de obţinerea a straturilor subţiri oxidice, rezultatele obţinute de noi

fiind în concordanţă cu cele raportate în literatura de specialitate.

44

Bibliografie

[1] M.F.Kuhaili, M.A.Maghrabi, S.M.Durrani, I.A.Bakhatiari, Journal of Physics

D: Applied Physics, 41 (2008) 215302

[2] Tadatsugu Minami, Semiconductor Science and Technology, 20 (2005) S35-

S44

[3] Kazuo Satoh, Yoshiharu Kakehi, Akio Okamoto, Shuichi Murakami,Kousuke

Moriwaki, Tsutom Yotsuya, Thin Solid Films 516 (2008) 5814–5817

[4] A. Chakraborty, T. Mondal, S.K. Bera, S.K. Sen, R. Ghosh, G.K. Paul,

Materials Chemistry and Physics 112 (2008) 162–166

[5] Jong-Pil Kim, Sang-A Lee, Jong Seong Bae, Sung-Kyun Park, Ung-Chan Choi,

Chae-Ryong Cho, Thin Solid Films, 516 (2008) 5223–5226

[6] Benny Joseph, P K Manoj, V K Vaidyan, Bulletin of Materials Science, 28(5),

(2005), 487–493

[7] L. Yan, C. K. Ong, X. S. Rao, Journal of Applied Physics, 96 (1), 2004

[8] S. J. Pearton, C. R. Abernathy, M. E. Overberg, G. T. Thaler, D. P. Norton, N.

Theodoropoulou, A. F. Hebard, Y. D. Park, F. Ren, J. Kim, L. A. Boatner,

Journal of Applied Physics 93 (1), 2003

[9] MS Moreno, T Kasama, R E Dunin-Borkowski, D Cooper, P A Midgley, L B

Steren, S Duhalde and M F Vignolo, Journal of Physics D: Applied Physics,

39 (2006) 1739–1742

[10] Joint Committee Power Diffraction Standards, Power Diffraction File (Data

file nr.36-1451)

[11] Gh.I.Rusu, George Mihail Rusu, Bazele fizicii semiconductorilor, vol I,

Editura Tehnică Ştiinţifică şi Didactică CERMI, Iaşi 2005


file nr.6-416)

[13] G. Torres Delgado, C.I.Zuniga Romero, S.A.Mayen Hernandez, R. Castanedo

Perez, O.Zelaya Angel, Solar Energy Materials & Solar Cells, 93 (2009)

55– 59

[14] Chao Wang, Zhenguo Ji, Junhua Xi, Juan Du, Zhizhen Ye, Materials Letters,

60 (2006) 912–914

[15] M. Stamataki, I. Fasaki, G. Tsonos, D. Tsamakis, M. Kompitsas, Thin Solid

Films, 518 (2009) 1326–1331

[16] Weiwei Liu, Bin Yao, Yongfeng Li, Binghui Li, Changji Zheng, Bingye

Zhang , Chongxin Shan, Zhenzhong Zhang, Jiying Zhang, Dezhen Shen,

Applied Surface Science, 255 (2009) 6745–6749

[17] D.R. Sahu, Jow-Lay Huang, Thin Solid Films, 516 (2007) 208–211

[18] Y. Vygranenko, K. Wang, M. Vieira, A. Nathan, Physica status solidi (a),

205(8) (2008) 1925–1928

[19] Wan-Young Chung, Journal of Materials Science Letters, 22 (2003), 907–

909

45

[20] M. Suchea, N. Katsarakis, S. Christoulakis, S. Nikolopoulou, G. Kiriakidis,

Sensors and Actuators B 118 (2006) 135–141

[21] S. Kaleemulla, A. Sivasankar Reddy, S. Uthanna, P. Sreedhara Reddy,

Journal of Alloys and Compounds 479 (2009) 589–593

[22] Chih-Hao Yang, Shih-Chin Lee, Tien-Chai Lin, Wen-Yan Zhuang, Materials

Science and Engineering B 138 (2007) 271–276

[23] H A Mohamed, Journal of Physics D: Applied Physics, 40 (2007) 4234–4240

[24] Day-Shan Liu, Chia-Sheng Sheu, Ching-Ting Lee, Chun-Hsing Lin, Thin

Solid Films, 516 (2008) 3196–3203

[25] A.P. Rambu, G.I. Rusu, Superlattices and Microstructures, 47 (2) (2010) 300

- 307

[26] G.G. Rusu, A.P. Rambu, V.E. Buta, M. Dobromir, D. Luca, M. Rusu,

Materials Chemistry and Physics, 123 (2010) 314–321

[27] Mihaela Girtan, G.G. Rusu, Sylvie Dabos-Seignon, Mihaela Rusu, Applied

Surface Science 254 (2008) 4179–4185

[28] Ion Spînulescu, Fizica straturilor subţiri şi aplicaţiile acestora, Editura

Ştiinţifică, Bucureşti, 1975

[29] J. L.Vossen, W. Kern, Thin Film Processes, Academic Press, New York, 1978

[30] D.W. Shaw: Crystal Growth, Theory and Techniques, vol.1, C.H.L.Goodman,

Ed., Plenum Press, New York, 1974

[31] J. E. Varga, W. A. Bailey, Solid State Technol, 16 (12), 79 (1973)

[32] C. Moroşanu, Depunerea chimica din vapori a straturilor subţiri, Ed. Teh.

Bucureşti, 1986

[33] G. Mateescu, Tehnologii avansate, Straturi subţiri depuse în vid, Ed.Dorotea,

1998

[34] L.Oniciu, E.Grunwald, Galvanotehnica, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică,

Bucureşti, 1980

[35] N. Suliţanu, Fizica suprafeţei solide, Ed.Univ. „Al.I.Cuza” Iaşi, 1997

[36] J. W. Matthews, Ed., Epitaxial Growth, Part A and B, Academic Press, New

York (1978)

[37] I.Dima, I.Munteanu, Materiale şi dispozitive semiconductoare, Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti

[38] S.M.Lindsay, D.A.Bonnel, Scanning Tuneling Microscopy theory, Technique

and Applications, VCH, New York, 1993

[39] V. Pop, I. Chicinaş, N. Jumate, Fizica materialelor. Metode experimentale.

Presa Universitară Clujeană, 2001

[40] L.Reimer, Scanning Electron Microscope, Springer Verlag, Berlin,

Heidelberg, 1985

[41] C.Gheorghieş, Controlul structurii fine a metalelor cu radiaţii X, Editura

tehnică, Bucureşti, 1990

[42] B.D. Cullity, Elements of X-Ray diffraction, Addison-Wesley (1978)

[43] I.Teoreanu, N.Ciocea, L.Nicolescu, V.Moldovan, Introducere în ştiinţa

materialelor anorganice, Editura Tehnică, Bucureşti, 1987

46

[44] Valer Pop, Bazele opticii, Editura Universitatii”Al. I. Cuza” Iasi, 1988

[45] I .Dima, I.Licea, Fenomene fotoelectrice în semiconductori şi aplicaţii,

Ed.Acad. RSR, Bucureşti, 1980

[46] I. D. Bursuc, N.D. Suliţanu, Solidul. Fenomene, Teorii, Aplicaţii,

Ed.Ştiinţifică, 1991.

[47] J.N.Hodgson, Optical Absoprtion and Dispersion in Solids (Chapman and

Hall, London) 1970

[48] T.S. Moss, G.Burell, G.T.Ellias, B. Semiconductor Optoelectronics, Wiley:

New York, 1973

[49] J.I. Pankove, Optical Processes in Semiconductors, Dover, New York, 1971.

[50] J.C. Tauc, Optical Properties of Solids, Ed. Abeles, North-Holland Publ.,

Amsterdam, 1972

[51] D. Mardare, Straturi subţiri policristaline şi amorfe. Oxidul de titan, Editura

Politehnium, 2005

[52] Dana Ortansa Dorohoi, „Optica” Editura „Stefan Procopiu” Iasi, 1995.

[53] G.G. Rusu, C. Baban, Mihaela Rusu, Materiale şi dispozitive

semiconductoare, Editura Universităţii “Al.I.Cuza” Iaşi, 1998

[54] G.I. Rusu, Semiconductori şi Aplicaţii, Ed. Univ. „Al.I.Cuza” Iaşi, 1976.

[55] J. Volger, Physical Revew, 79 (1950) 1023

[56] R.L. Petritz, Physical Revew, 104 (1956) 1508

[57] J.Y.W. Seto, Journal of Applied Physics 46 (1975) 5247

[58] J.Y.W. Seto, Journal of Electrochemical Society 122 (1975) 701

[59] G. Baccarani, B.Ricco, G. Spandini, Journal of Applied Physics 49 (1978)

5565

[60] G. Sberveglieri, Sensors and Actuators B, 23 (1995) 103-109;

[61] J. Chou, “Hazardous Gas Monitors: A Practical Guide to Selection,

Operation, and Applications”, McGraw-Hill, New York, New York, 973 (2000)

543-1217;

[62] M. Fleisher, H. Meixner, „Gas Sensors for pollution Control, Safety and

Heath”, Sens. Actuators B, 52 (1998) 179-183;

[63] I.I. Rusu, G.I. Rusu, M. Stamate, Introducere în Fizica Semiconductorilor,

vol.1, Ed.Plumb, Bacău, 1997.

[64] Helmut F.Wolf, „Semiconductors” Signetics Corporation Sunyvale,

California

[65] M.S. Aida, E. Tomasella, J. Cellier, M. Jacquet, N. Bouhssira, S. Abed, A.

Mosbah, Thin Solid Films, 515(2006) 1494-1499

[66] C.S. Barret, T.B. Massalski, Structure of Metals, Pergamon Press, Oxford,

1980

[67] A.V. Moholkar, S.M. Pawar, K.Y. Rajpure, P.S. Patil, C.H. Bhosale, Journal

of Physics and Chemistry of Solids, 68(10) (2007) 1981

[68] V.Georgescu, M.Sorohan, Fizică Moleculară, Editura Universităţii

„Al.I.Cuza” Iaşi, 1996

47

[69] M. Rusu, Fizică moleculară, curs multiplicat, Universitatea „Al.I.Cuza” Iaşi,

1986

[70] R. J. Good, and L. A. Girifalco, Journal of Physics and Chemistry, 64, (1960)

561


file nr.5-642)

[72] V. Senthilkumar, P. Vickraman, Current Applied Physics 10 (2010) 880–885

[73] C. Wang, V. Cimalla, G. Cherkashinin, H. Romanus, M. Ali, O. Ambacher,

Thin Solid Films 515 (2007) 2921–2925

[74] S. Cho, Journal of the Korean Physical Society, 49 (3), (2006), 985 - 988

[75] Y. Gua, X. Lia, W. Yu, X. Gao, J. Zhao, C. Yang, Journal of Crystal Growth

305 (2007) 36–39

[76] P. Bhattacharyya, P.K. Basu, H. Saha, S. Basu, Sensors and Actuators B,124

(2007) 62–67

[77] O. Lupan, L. Chow, S. Shishiyanu, E. Monaico, T. Shishiyanu, V. S¸ontea, B.

Roldan Cuenya, A. Naitabdi, S. Park, A. Schulte, Materials Research

Bulletin, 44 (2009) 63–69

[78] Ya.I.Alivov, A.V.Chernykh, M.V.Chukichev, R.Y.Korotkov, Thin Solid

Films, 473 (2005) 241,

[79] G.G. Rusu, M. Rusu, N. Apetroaei, Thin Solid Films, 515 (2007) 8699-8704,

[80] N.Tigau, V.Ciupina, G.Prodan, G.I.Rusu, E.Vasile, Journal of Crystal

Growth, 269 (2004) 392

[81] G.I. Rusu, M. Diciu, C. Pîrghie, E.M. Popa, Applied Surface Science, 253

(2007) 9500

[82] S. Singh, R.S. Srinivasa, S.S. Major, Thin Solid Films, 515 (2007) 8718 –

8722

[83] S. Lee, Y.H. Kim, Y.B. Hahn, Superlattices and Microstructures, 39 (2006)

24-32

[84] V.Khranovskyy, R.Minikayev, S.Trushkin, G.Lashkarev, V.Lazorenko,

U.Grossner, W.Paszkowicz, A.Suchocki, B.G.Svensson, R.Yakimova,

Journal of Crystal Growth, 308 (2007) 93-98

[85] Min Guo, Peng Diao, Shengmin Cai, Thin Solid Films, 515 (2007) 7162–

7166,

[86] Minglin Ma, Randal M. Hill, Current Opinion in Colloid & Interface Science

11 (2006) 193–202,

[87] Michael Nosonovsky, Bharat Bhushan, Current Opinion in Colloid &

Interface Science 14 (2009) 270–280

[88] D. C. Cronemeyer, Phys. Rev. 7 (1952) 876

[89] A.Fujishima, K.Hashimoto, T.Watanabe, TiO2 Photocatalisys Fundamentals

and Applications, BKC Inc., Tokyo, 1999]

[90] R.N. Wenzel, J. Phys. Colloid Chem. 53 (1949) 1466

48

[91] S. Karuppuchamy, S. Ito, Vacuum, 82 (2008) 547–550

[92] S.N. Das, J.H. Choi, J.P. Kar, J.M. Myoung, Applied Surface Science, 255

(2009) 7319–7322

[93] H. Liu, L. Feng, J. Zhai, L. Jiang, D. Zhu, Langmuir, 20 (2004) 5659 - 5661

[94] G. Li, T. Chen, B. Yan, Y. Ma, Z. Zhang, T. Yu, Z. Shen, H. Chen, T. Wu,

Applied Physics Letters, 92 (2008) 173104

[95] Y. Liu, T. Tan, B. Wang, X. Song, E. Li, H. Wang, H. Yan, Journal of

Applied Physics, 103 (2008) 056104

[96] X. Wu, L. Zheng, D. Wu, Langmuir, 21 (2005) 2665 - 2667

[97] G. Li, B. Wang, Y. Liu, T. Tan, X. Song, H. Yan, Applied Surface Science,

255 (2008) 3112–3116

[98] Mihaela Diciu, „Contribuţii la studiul fenomenelor de transport şi a

proprietǎţilor optice ale unor heterostructuri pe bazǎ de semiconductori

binari”, Teză de Doctorat, Universitatea „Al.I.Cuza” Iaşi, 2007

[99] Petronela Prepeliţă, „Contribuţii la studiul proprietăţilor optice şi

fotoelectrice ale unor heterojoncţiuni pe bază de compuşi semiconductori

binari”, Teză de Doctorat, Universitatea „Al.I.Cuza” Iaşi, 2007

[100] Mihaela Gîrtan, „Studiul fenomenelor cinetice la unii semiconductori oxidici

în straturi subţiri” Teză de Doctorat, Universitatea „Al.I.Cuza” Iaşi, 2000

[101] Cimpoeşu Sadagurschi (căs. Râmbu) Alicia Petronela, „Contribuţii la studiul

fenomenelor de transport şi a proprietăţilor oprtice ale unor semiconductori

oxidici conductori şi transparenţi în straturi subţiri”, Teză de Doctorat,

Universitatea „Al.I.Cuza” Iaşi, 2009

[102] Radu S. Rusu, „Studiul efectului Hall la unii semiconductori binari în

straturi subţiri”, Teză de Doctorat, Universitatea „Al.I.Cuza” Iaşi, 2005

[103] D. Beena, K.J. Lethy, R. Vinodkumar, V.P. Mahadevan Pillai, V. Ganesan,

D.M. Phase, S.K. Sudheer, Applied Surface Science 255 (2009) 8334–8342

[104] A. Subrahmanyam, Ullash Kumar Barik, Journal of Physics and Chemistry

of Solids 66 (2005) 817–822

[105] M.A. Flores-Mendoza, R. Castanedo-Perez, G. Torres-Delgado, J. Márquez

Marín, O. Zelaya-Angel, Thin Solid Films, 517 (2008) 681–685

[106] Chunyu Wang, Volker Cimalla, Genady Cherkashinin, Henry Romanus,

Majdeddin Ali, Oliver Ambacher, Thin Solid Films, 515 (2007) 2921–2925

[107] K.Ellmer, R.Mientus, Thin Solid Films, 516 (2008) 4620

[108] Z.L. Wang, Journal of Physics: Condensed Matter, 16 (2004) R829.

[109] G.Harbeke (Ed.), Polycrystalline Semiconductors. Physical Properties and

Applications, Spring-Verlag, Berlin, 1985

[110] T.Minami, Materials Research Bulletin, 25 (2000) 38

[111] T.Makino, Y.Segava, A.Tsukayaki, A.Ohtomo, M.Kawasaki, Applied

Physics Letters, 87 (2005) 022101

[112] I.V.Tudose, P.Horvatv, M.Suchea, S.Christoulakis, T.Kitsopoulos,

G.Kiriakidis, Applied Phisics A, 89 (2007) 57-61

49

[113] J.Zhao, L.Hu, Z.Wang, Y.Zhao, X.Liang, M.Wang, Applied Surface Science,

229 (2004) 311-315

[114] Gugleş (căs. Sîrbu) Doiniţa, „Mecanismul conducţiei electrice în straturi

subţiri semiconductoare”, Referat de Doctorat, Facultatea de Fizică,

Universitatea „Al.I.Cuza” Iaşi

[115] D.Sirbu, A.P.Rambu, G.I.Rusu, The influence In doping on the properties of

ZnO thin films, Conferinţa Naţională de Fizică, 23 - 25 septembrie 2010,

Iaşi, Romania

[116] A.P.Rambu, C.Dantus, S.Condurache-Bota, D.Sirbu, G.I.Rusu, Some

structural and electrical properties of ZnO thin films, International

Symposion on Applied Physics, Materials Science, Environment and helth,

1st Edition, 28 - 29 noiembrie 2009, Galaţi, Romania

[117] H. Gómez, A. Maldonado, R. Castanedo-Pérez, G. Torres-Delgado, M. de la

L. Olvera, Materials Characterization 58 (2007) 708–714

[118] Boen Houng, Chi Shiung Hsi, Bing Yi Hou, Shen Li Fu, Vacuum 83 (2009)

534–539

[119] Kazuo Satoh, Yoshiharu Kakehi, Akio Okamoto, Shuichi Murakami,

Kousuke Moriwaki, Tsutom Yotsuya, Thin Solid Films, 516 (2008) 5814–

5817

[120] G. G. Rusu, A. P. Râmbu, M. Rusu, Journal of Optoelectronics and

Advanced Materials 10 (2) (2008) 33 9 – 343

[121] A.P.Rambu, D.Sirbu, N.Iftimie, G.I.Rusu, Electronic transport properties of

some Zn1-x InxO, 3nd

International Symposium on Transparent Conductive

Materials, 17 - 21 octombrie 2010, Creta, Grecia

[122] A.P.Rambu, D.Sirbu, F.Iacomi, G.I.Rusu, Properties of ZnO thin films

deposited onto In2O3/glass substrate, 3nd

International Symposium on

Transparent Conductive Materials, 17 - 21 octombrie 2010, Creta, Grecia

[123] Klaus Ellmer, Andreas Klein, Bernard Rech, Transparent conductive Zinc

Oxide. Basics and Applications in Thin Films Solar Cells, Springer, 2008

[124] C.Jagadish, S.Pearton, Zinc Oxide Bulk, Thin Films and Nanostructures,

Processing, Properties, and Applications, Elsevier, 2006

[125] Gugleş (căs. Sîrbu) Doiniţa, „Depunerea chimică din vapori a straturilor

subţiri”, Referat de Doctorat, Facultatea de Fizică, Universitatea „Al.I.Cuza”

Iaşi, 2008

[126] K. Ellmer, G. Vollweiler, Thin Solid Films, 496 (2006) 104

[127] A.P. Rambu, D. Sirbu, N. Iftimie, G.I. Rusu, Polycrystalline ZnO-In2O3 thin

films as gas sensors, Thin Solid Films (lucrare trimisa pentru publicat).

[128] V.R. Shinde, T.P. Gujar, C.D. Lokhand e, Sensor and Actuators B:

Chemical.,120 (2007) 551

[129] P. Bhattacharyya, P.K. Basu, H. Saha, S. Basu, Sensor and Actuators B:

Chemical,124 (2007) 62

[130] I. Nicolaescu, Introducere în fizica corpului solid, Ed. Cultura, Piteşti, 1997

50

[131] G.Mavrodiev, M.Gajdardziska, N.Novkovski, Thin Solid Films, 113 (1984)

93

[132] E.Shanti, A.Banerjee, V.Dutta, K.L.Chopra, Journal of Applied Physics, 53

(1982) 1615

[133] A.K.Abass, M.T.Mohammad, Journal of Applied Physics, 59 (1986) 1641

[134] H.L.Hartnagel, A.L.Dawar, A.K.Jain, C.Jagadish, Semiconducting

Transparent Thin Films, Institute of Publishing, Bristol and Philadelphia,

1995

[135] Gugleş (căs. Sîrbu) Doiniţa, „Proprietăţile optice ale straturilor subţiri

semiconductoare” Referat de Doctorat, Facultatea de Fizică, Universitatea

„Al.I.Cuza” Iaşi

[136] V. Khranovsky, J. Eriksson, A. Lloyd-Spetz, R. Yakimova, L. Hultman, Thin

Solid Films, 517 (2009) 2073

[137] M. Fox, Optical properties of Solids, Oxford University Press, 2001

[138] F.K.Shan, B.C.Shin, S.C.Kim, Y.S.Yu, Journal of the Korean Physical

Society, 42 (2003) S1374

[139] A.P.Rambu, D.Sirbu, G.I.Rusu, Influenceof the oxidation conditions on the

structural characteristics and optical properties of zinc oxide thin films,

Journal of Vacuum Science and Technology A, 28 (2010) 1344 – 1348

[140] D.Sirbu, A.P Rambu, C.Dantus, G.I.Rusu, Microstructural characteristics

and optical properites of ZnO thin films, 11th

International Balkan

Workshop on Applied Physics, 7 – 9 iulie 2010, Constanţa, Romania

[141] M.Bouderbala, S.Hamzaoui, M.Adnane, T.Sahroui, M.Zerdali, Thin Solid

Films, 517 (5), (2009) 1572

[142] K.Wu, C.Wang, D.Chen, Nanotechnolgy, 18 (2007) 305604

[143] D.Sirbu, A.P.Rambu, G.I.Rusu, Microstructure, wettability and optical

characteristics of ZnO/In2O3 thin films, Materials Science and Engeneering

B, 176 (2011) 266 – 270

[144] B.L. Zhu, X. H. Sun, S. S. Guo, X. Z. Zhao, J. Wu, R. Wu, J. Liu, Japanese

Journal of Applied Physics, 45 (10A), 2006, 7860–7865

[145] Omima Hamad, Gabriel Braunstein, Harshad Patil, Neelkanth Dhere, Thin

Solid Films, 489 (2005) 303 – 309

[146] D. Greiner, N. Papathanasiou, A. Pflug, F. Ruske, R. Klenk, Thin Solid

Films, 517 (2009) 2291–2294

[147] Kazuo Satoh, Yoshiharu Kakehi, Akio Okamoto, Shuichi Murakami,

Kousuke

[148] Moriwaki, Tsutom Yotsuya, Thin Solid Films 516 (2008) 5814–5817

[149] D. Dimova-Malinovska, H. Nichev, O. Angelov, V. Grigorov, M.

Kamenova, Superlattices and Microstructures 42 (2007) 123–128

[150] M.A. Lucio-Lopez, M.A. Luna-Arias, A. Maldonado, M. de la L. Olvera,

D.R. Acosta, Solar Energy Materials & Solar Cells, 90 (2006) 733–741

51

Participări la manifestări ştiinţifice

1. A.P.Rambu, C.Dantus, S.Condurache-Bota, D.Sirbu, G.I.Rusu, Some

structural and electrical properties of ZnO thin films, International

Symposion on Applied Physics, Materials Science, Environment and helth,

1st Edition, 28 - 29 noiembrie 2009, Galaţi, Romania

2. D.Sirbu, A.P Rambu, C.Dantus, G.I.Rusu, Microstructural

characteristics and optical properites of ZnO thin films, 11th International

Balkan Workshop on Applied Physics, 7 – 9 iulie 2010, Constanţa,

Romania

3. C.Dantus, A.P Rambu, D.Sirbu, G.I.Rusu, On the electrical properties of

antimony doped cadmium oxide thin films, 11th International Balkan

Workshop on Applied Physics, 7 – 9 iulie 2010, Constanţa, Romania

4. D.Sirbu, A.P.Rambu, G.I.Rusu, The influence In doping on the

properties of ZnO thin films, Conferinţa Naţională de Fizică, 23 - 25

septembrie 2010, Iaşi, Romania

5. A.P.Rambu, D.Sirbu, N.Iftimie, G.I.Rusu, Electronic transport

properties of some Zn1-x InxO, 3nd

International Symposium on Transparent

Conductive Materials, 17 - 21 octombrie 2010, Creta, Grecia

6. A.P.Rambu, D.Sirbu, F.Iacomi, G.I.Rusu, Properties of ZnO thin films

deposited onto In2O3/glass substrate, 3nd

International Symposium on

Transparent Conductive Materials, 17 - 21 octombrie 2010, Creta, Grecia

52

Articole publicate în reviste cotate ISI

1. A.P.Rambu, D.Sirbu, G.I.Rusu, Influence of the oxidation

conditions on the structural characteristics and optical properties of

zinc oxide thin films, Journal of Vacuum Science and Technology

A, 28 (2010) 1344 – 1348

2. D.Sirbu, A.P.Rambu, G.I.Rusu, Microstructure, wettability and

optical characteristics of ZnO/In2O3 thin films, Materials Science

and Engeneering B, 176 (2011) 266 – 270

3. A.P. Rambu, D. Sirbu, N. Iftimie, G.I. Rusu, Polycrystalline ZnO-

In2O3 thin films as gas sensors, Thin Solid Films (lucrare trimisa

pentru publicat).

universitatea “alexandru ioan cuza” iaŞi …...îmbunătăţite comparativ cu proprietăţile...

Documents