Localization of aluminum in ZnO: Al layers during magnetron sputtering deposition

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The features of aluminum localization and the mechanism of donor center formation in ZnO:Al layers synthesized by high-frequency magnetron sputtering are studied. It is shown that aluminum predominantly localizes at grain boundaries of zinc oxide in its own oxide phase. The mechanism of aluminum oxidation at grain boundaries significantly depends on the oxygen content in the working chamber: during sputtering in an atmosphere of pure argon under conditions of oxygen deficiency, aluminum oxidation occurs as a result of interaction with oxygen from the surface layer of zinc oxide crystallites, forming surface donor centers at grain boundaries. With an increase in the partial pressure of oxygen, aluminum is predominantly oxidized by oxygen from the gas atmosphere, forming its own barrier phase at grain boundaries.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

A. Asvarov

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: a_abduev@mail.ru
Ресей, Moscow

A. Muslimov

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: a_abduev@mail.ru
Ресей, Moscow

V. Kanevsky

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: a_abduev@mail.ru
Ресей, Moscow

A. Akhmedov

Amirkhanov Institute of Physics, Dagestan Federal Research Center, Russian Academy of Sciences

Email: a_abduev@mail.ru
Ресей, Makhachkala

A. Abduev

The Federal State University of Education

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: a_abduev@mail.ru
Ресей, Mytishchi

Z. Kalazhokov

H. M. Berbekov Kabardino-Balkarian State University

Email: a_abduev@mail.ru
Ресей, Nalchik

Әдебиет тізімі

  1. Boscarino S., Crupi I., Mirabella S. et al. // Physica A. 2014. V. 116. P. 1287. https://doi.org/10.1007/s00339-014-8222-9
  2. Afre R.A., Sharma N., Sharon M. et al. // Rev. Adv. Mater. Sci. 2018. V. 53. P. 79.
  3. Cohen D.J., Barnett S.A. // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. P. 053705. https://doi.org/10.1063/1.2035898
  4. Akhmedov A., Abduev A., Murliev E. et al. // Materials. 2023. V. 16. P. 3740. https://doi.org/10.3390/ma16103740
  5. Meng F., Ge F., Chen Y. et al. // Surf. Coat. Technol. 2018. V. 365. P. 2. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.04.013
  6. Abduev A., Akhmedov A., Asvarov A. et al. // SID Symposium Digest of Technical Papers. 2019. V. 50. P. 977. https://doi.org/10.1002/sdtp.13089
  7. Asvarov A.S., Abduev A.K., Akhmedov A.K. et al. // Materials. 2022. V. 15. P. 5862. https://doi.org/10.3390/ma15175862
  8. Ellmer K., Mientus R. // Thin Solid Films. 2008. V. 516. P. 5829. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2007.10.082
  9. Wu Y., Giddings A.D., Verheijen M.A. et al. // Chem. Mater. 2018. V. 30. P. 1209. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.7b03501
  10. Jose J., Khadar M.A. // Mater. Sci. Eng. A. 2001. V. 304–306. P. 810. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(00)01579-3
  11. Reiche M., Kittler M., Krause H.M. // Solid State Phenom. 2013. V. 205–206. P. 293. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.205-206.293
  12. Лашкова Н.А., Максимов А.И., Матюшкин Л.Б. и др. // Бутлеровские сообщения. 2015. Т. 42. № 6. С. 48.
  13. El-Shaarawy M.G., Khairy M., Mousa M.A. // Adv. Powder Technol. 2020. V. 31. P. 1333. https://doi.org/10.1016/j.apt.2020.01.009
  14. Liu J., Huang X., Duan J. et al. // Mater. Lett. 2005. V. 59. P. 3710. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2005.06.043
  15. Abduev A., Akhmedov A., Asvarov A. // J. Phys. Conf. Ser. 2011. V. 291. P. 012039. https://doi.org/10.1088/1742-6596/291/1/012039
  16. Khlayboonme S.T., Thowladda W. // Mater. Res. Express. 2021. V. 8. P. 076402. https://doi.org/10.1088/2053-1591/ac113d
  17. Nasr B., Dasgupta S., Wang D. et al. // J. Appl. Phys. 2010. V. 108. P. 103721. https://doi.org/10.1063/1.3511346
  18. Novák P., Kozák T., Šutta P. et al. // Phys. Status Solidi. A. 2018. V. 215. https://doi.org/10.1002/pssa.201700951
  19. Sieber I., Wanderka N., Urban I. et al. // Thin Solid Films. 1998. V. 330. P. 108. https://doi.org/10.1016/S0040-6090(98)00608-7
  20. Bikowski A., Rengachari M., Nie M. et al. // APL Mater. 2015. V. 3. P. 060701. https://doi.org/10.1063/1.4922152
  21. Fiermans L., Vennik J., Dekeyser W. // J. Surf. Sci. 1975. V. 63. P. 390.
  22. Semiletov A.M., Chirkunov A.A., Grafov O.Y. // Coatings. 2022. V. 12. P. 1468. https://doi.org/10.3390/coatings12101468
  23. Potter D.B., Parkin I.P., Carmal C.J. // RSC Adv. 2018. V. 8. P. 33164. https://doi.org/10.1039/c8ra06417b
  24. Daza L.G., Martin-Tovar E.A., Castro-Rodriguez R. // Inorg. Organomet. Polym. 2017. V. 27. P. 1563. https://doi.org/10.1007/s10904-017-0617-6
  25. Li L., Fang L., Zhou X.J. et al. // J. Electron Spectros. Relat. Phenomena. 2009. V. 173. P. 7. https://doi.org/10.1016/j.elspec.2009.03.001
  26. Tong C., Yun J., Chen Y.-J. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016. V. 8. P. 3985. https://doi.org/10.1021/acsami.5b11285
  27. Sky T.N., Johansen K.M., Venkatachalapathy V. et al. // Phys. Rev. B. 2018. V. 98. P. 245204. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.98.245204
  28. Kim H.-K., Seong T.-Y., Kim K.-K. et al. // Jpn. J. Appl. Phys. 2004. V. 43. P. 976. https://doi.org/10.1143/JJAP.43.976
  29. Wei J., Ogawa T., Feng B et al. // Nano Lett. 2020. V. 20. P. 2530. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b05298
  30. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. М.: Мир, 1980. 488 с.
  31. Ryabko A.A., Mazing D.S., Bobkov A.A. et al. // Phys. Solid State. 2022. V. 64. P. 1657. https://doi.org/10.21883/PSS.2022.11.54187.408

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Diffractograms of ZnO:3%Al (a, b) and ZnO:6%Al (c, d) layers deposited at substrate temperatures of 50 (a, c) and 300°C (b, d) in the atmosphere of the working gas Ar and Ar–O2

Жүктеу (336KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. TEM image of a ZnO:6%Al layer deposited at a substrate temperature of 300°C

Жүктеу (248KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Energy dispersion analysis data on the distribution of chemical elements near the substrate–layer interface for the ZnO:6%Al layer deposited at a substrate temperature of 300 °C

Жүктеу (106KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Energy dispersion analysis data on the distribution of chemical elements in a ZnO:6%Al layer deposited at a substrate temperature of 300 °C along a line crossing the pillars parallel to the substrate

Жүктеу (185KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Overview X-ray spectrum of the ZnO sample:6%Al

Жүктеу (104KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Regions of the X-ray spectrum with Zn2p, Zn2p3/2 (a) and Zn LMM (b) reflexes

Жүктеу (145KB)
Метадеректер
8. Fig. 7. Regions of the XFE spectrum with O1s (a) and Al2p (b) reflexes

Жүктеу (178KB)
Метадеректер
9. Fig. 8. Dependences of the surface resistance RS of the ZnO:3%Al (1) and ZnO:6%Al(2) layers on the substrate temperature

Жүктеу (68KB)
Метадеректер
10. Fig. 9. Architecture of the multilayer Al2O3/ZnO structure

Жүктеу (97KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».