Исследование тонких пленок MoO3 и TixMoyOz, полученных атомно-слоевым осаждением

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено ex situ исследование молибденоксидных (MoO3) и титан-молибденовых оксидных (TixMoyOz) тонких пленок, полученных при 150°С методом атомно-слоевого осаждения с использованием тетрахлорида титана (TiCl4), оксотетрахлорида молибдена (MoOCl4) и воды. Атомно-слоевое осаждение TixMoyOz проводили с использованием суперциклов, состоящих из субциклов ТiCl4/H2O и MoOCl4/H2O. В работе получены два типа пленок TixMoyOz, в которых соотношение субциклов составляло 1 : 1 (1Ti1MoO) и 1 : 7 (1Ti7MoO). Методами спектроскопической эллипсометрии и рентгеновской рефлектометрии определена постоянная роста пленок. Методом рентгеновской рефлектометрии определены также значения плотности и среднеквадратичной шероховатости пленок. При помощи рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии установлен состав пленок и выяснено, что степень окисления молибдена в пленках MoO3 и 1Ti7MoO равна +6, а в пленке 1Ti1MoO обнаружен молибден в степени окисления +5 и +6. Рентгенодифракционный анализ показал, что полученные пленки имеют аморфную структуру.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. М. Максумова

Дагестанский государственный университет

Email: ilmutdina@gmail.com
Россия, ул. Гаджиева, 43а, Махачкала, 367000

И. С. Бодалев

Санкт-Петербургский государственный технологический институт

Email: ilmutdina@gmail.com
Россия, Московский пр-т, 26, Санкт-Петербург, 190013

И. М. Абдулагатов

Дагестанский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: ilmutdina@gmail.com
Россия, ул. Гаджиева, 43а, Махачкала, 367000

М. Х. Рабаданов

Дагестанский государственный университет

Email: ilmutdina@gmail.com
Россия, ул. Гаджиева, 43а, Махачкала, 367000

А. И. Абдулагатов

Дагестанский государственный университет

Email: ilmutdina@gmail.com
Россия, ул. Гаджиева, 43а, Махачкала, 367000

Список литературы

  1. Goodenough J.B. Chemistry and Uses of Molybdenum. Colorado: Climax Molybdenum Corp., 1982.
  2. Deb S.K. Physical Properties of a Transition Metal Oxide: Optical and Photoelectric Properties of Single Crystal and Thin Film Molybdenum Trioxide. London: Proc. R. SOC., 1968.
  3. Jiang Y., Yan X., Cheng Y. et al. // RSC Advances. 2019. V. 9. № 23. P. 13207. https://doi.org/10.1039/C8RA10232E
  4. Chen Y., Lu Ch., Xu L. et al. // Cryst. Eng. Comm. 2010. V. 12. P. 3740. https://doi.org/10.1039/C000744G
  5. Huang L., Hu L., Zhang R. et al. // Appl. Surf. Sci. 2013. V. 283. P. 25. 10.1016/j.apsusc.2013.05.106
  6. Lin Sh.-Yu., Wang Ch.-M., Kao K.-Sh. et al. // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2010. V. 53. № 1. P. 51. http://dx.doi.org/10.1007/s10971-009-2055-6
  7. Mai L., Hu B., Chen W. et al. // Adv. Mater. 2007. V. 19. № 21. P. 3712. https://doi.org/10.1002/adma.200700883
  8. Rahmani M.B., Keshmiri S.H., Yu J. et al. // Sensor. Actuat. B-Chem. 2010. V. 145. № 1. P. 13. https://doi.org/10.1016/J.SNB.2009.11.007
  9. Huang J-G., Guo Xu-T., Wang B. et al. // J. Spectrosc. 2015. V. 2015. P. 681850. https://doi.org/10.1155/2015/68185010.
  10. Liu H., Ting L., Zhu Ch., Zhu Zh. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2016. V. 153. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2016.04.013
  11. Sreedhar M., Brijitta J., Reddy I.N. et al. // Surf. Interface Anal. 2017. V. 50. № 2. P. 171. https://doi.org/10.1002/sia.6355
  12. Zhang J., Huang T., Zhang L., Yu A. // J. Phys. Chem. C. 2014. V. 118. № 44. P. 25300. https://doi.org/10.1021/jp506401q
  13. Galatsis K., Li Y.X., Wlodarski W. et al. // Sensor. Actuat. B-Chem. 2002. V. 3. №1–3. P. 276. https://doi.org/10.1016/S0925-4005(01)01072-3
  14. Максумова А.М., Абдулагатов И.М., Палчаев Д.К. и др. // Журн. физ. химии. 2022. Т. 96. Вып. 10. С. 1490. https://doi.org/10.31857/S0044453722100181
  15. Кольцов С.И., Алесковский В.Б. // Тез. докл. Науч.-техн. конф. ЛТИ им. Ленсовета. Ленинград. 1965. С. 67.
  16. Малыгин А.А. // Сб. тез. докл. III Междунар. семинара “Атомно-слоевое осаждение: Россия, 2021”. СПб., 2021. С. 13.
  17. George S.M. // Chem. Rev. 2010. V. 110. № 1. P. 111. https://doi.org/10.1021/cr900056b
  18. Соснов Е.А., Малков А.А., Малыгин А.А. // Журн. прикл. химии. 2021. T. 94. № 8. С. 967. https://doi.org/10.31857/S0044461821080028
  19. Кольцов С.И., Громов В.К., Алесковский В.Б. Исследование методом иммерсионной эллипсометрии системы монокристаллический кремний — сверхтонкий слой оксида титана, синтезированный методом молекулярного наслаивания. Эллипсометрия — метод исследования поверхности. Новосибирск: Наука, 1983.
  20. Громов В.К., Кольцов С.И. Аномальное поведение эллипсометрических параметров системы подложка — титанкислородный слой, наблюдаемое в процессе синтеза слоя методом молекулярного наслаивания на поверхности диэлектриков, полупроводников, металлов. Эллипсометрия — метод исследования поверхности. Новосибирск: Наука, 1983.
  21. Кольцов С.И., Яковлев А.С., Бухалов Л.Л. // Поверхность. 1992. T. 5. C. 75.
  22. Sintonen S., Ali S., Ylivaara O.M.E. et al. // J. Vac. Sci. Technol., A. 2014. V. 32. № 1. P. 01A111. https://doi.org/10.1116/1.4833556
  23. Ishi D., Ishikawa K., Numazawa M. et al. // Appl. Phys. Express. 2020. V. 13. P. 087001. https://doi.org/10.35848/1882-0786/aba7a5
  24. Jensen J.M., Oelkers A.B., Toivola R. et al. // Chem. Mater. 2002. V. 14. № 5. P. 2276. https://doi.org/10.1021/cm011587z
  25. Kokkonen E., Kaipio M., Nieminen H.-E. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2022. V. 93. P. 01390. https://doi.org/10.1063/5.0076993
  26. Motamedi P., Cadien K. // Appl. Surf. Sci. 2014. V. 315. P. 104. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.07.105
  27. Haynes W.M. CRC Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton: CRC, 2014.
  28. Pershina V., Fricke B. // Russ. J. Phys. Chem. 1995. V. 99. № 1. P. 144.
  29. Puurunen R.L., Vandervorst W. // J. Appl. Phys. 2004. V. 96. № 12. P. 7686. http://dx.doi.org/10.1063/ 1.1810193
  30. Kvalvik J.N., Borgersen J., Hansen P.-A. et al. // J. Vac. Sci. Technol. A. 2020. V. 38. P. 042406. https://doi.org/ 10.1116/6.0000219#suppl
  31. Mouat A.R., Mane A.U., Elam J.W. et al. // Chem. Mater. 2016. V. 28. № 6. P. 1907. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b00248
  32. Diskus M., Nilsen O., Fjellva H. // J. Mater. Chem. 2011. V. 21. P. 705. https://doi.org/10.1039/C0JM01099E
  33. Mattinen M., King P.J., Khriachtcheva L. et al. // Mater. Today Chem. 2018. V. 9. P. 17. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2018.04.005
  34. Jurca T., Peters A.W., Mouat A.R. et al. // Dalton Trans. 2017. V. 46. P. 1172. https://doi.org/10.1039/C6DT03952A
  35. Vos M.F.J., Macco B., Thissen N.F.W. et al. // J. Vac. Sci. Technol. A. 2016. V. 34. P. 01A103. https://doi.org/10.1116/1.4930161
  36. Абдулагатов А.И., Максумова А.М., Палчаев Д.К. и др. // Журн. прикл. химии. 2021. Т. 94. № 7. С. 835. https://doi.org/10.1134/S1070427221070053
  37. Abdulagatov A.I., Maksumova A.M., Palchaev D.K. et al. // Russ. J. Appl. Chem. 2021. V. 94. № 7. P. 890. https://doi.org/10.1134/S1070427221070053
  38. Bertuch A., Sundaram G., Saly M. et al. // Vac. Sci. Technol. A. 2014. V. 32. № 1. P. 01A119. https://doi.org/10.1116/1.4843595
  39. Plyuto Yu.V., Babich I.V., Plyuto I.V. et al. // Appl. Surf. Sci. 1997. V. 119. № 1–2. P. 11.
  40. Światowska-Mrowiecka J., de Diesbach S., Maurice V. et al. // J. Phys. Chem. C. 2008. V. 112. P. 11050. https://doi.org/10.1021/jp800147f
  41. Drake T.L., Stair P.C. // J. Vac. Sci. Technol. A. 2016. V. 34. P. 051403. https://doi.org/10.1116/1.4959532
  42. Iatsunskyi I., Kempiński M., Jancelewicz M. et al. // Vacuum. 2015. V. 113. P. 52. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2014.12.015
  43. Potlog T., Dumitriu P., Dobromir M. et al. // MSEB. 2014. V. 4. № 6. P. 163. 10.17265/2161-6221/2014.06.004
  44. Larsson F., Keller J., Primetzhofer D. et al. // J. Vac. Sci. Technol. A. 2019. V. 37. № 3. P. 030906. https://doi.org/10.1116/1.5092877
  45. Mackus A.J.M., Schneider J.R., MacIsaac C. et al. // Chem. Mater. 2019. V. 31. № 4. P. 1142. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.8b02878
  46. Coll M., Napari M. // Appl. Mater. 2019. V. 7. № 11. P. 110901. https://doi.org/10.1063/1.5113656
  47. Абдулагатов А.И., Максумова А.М., Палчаев Д.К. и др. // Журн. общ. химии. 2022. Т. 92. № 8. С. 1310. https://doi.org/10.31857/S0044460X22080182
  48. Abdulagatov A.I., Maksumova A.M., Palchaev D.K. et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2022. V. 92. № 8. P. 1498. https://doi.org/10.31857/S0044460X22080182
  49. Du Mont J.W., Marquardt A.E., Cano A.M., George S.M. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 9. № 11. P. 10296. https://doi.org/10.1021/acsami.7b01259
  50. Myers T.J., Cano A.M., Lancaster D.K. et al. // J. Vac. Sci. Technol. A. 2021. V. 39. № 2. P. 021001. https://doi.org/10.1116/6.0000680
  51. Baltrusaitis J., Mendoza-Sanchez B., Fernandez V. et al. // Appl. Surf. Sci. 2015. V. 326. P. 151. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.11.077
  52. Choi J.G., Thompson L.T. // Appl. Surf. Sci. 1996. V. 93. № 2. P. 143. https://doi.org/10.1063/1.370690
  53. Patterson T.A., Carver J.C., Leyden D.E., Hercules D.M. // J. Phys. Chem. 1976. V. 80. P. 1700. https://doi.org/10.1021/j100556a011
  54. Lee S.Y., Jeon Ch., Kim S.H. et al. // Jpn. J. Appl. Phys. 2012. V. 51. P. 031102. https://doi.org/10.1143/JJAP.51.031102
  55. Haeberle J., Henkel K., Gargouri H. et al. // Beilstein J. Nanotechnol. 2013. V. 4. P. 732. https://doi.org/10.3762/bjnano.4.83
  56. Park J., Back T., Mitchel W.C. et al. // Sci. Rep. 2015. V. 5. № 1. P. 14374. https://doi.org/10.1038/srep14374
  57. Максумова А.М., Бодалев И.С., Сулейманов С.И. и др. // Неорган. материалы. 2023. T. 59. № 4. C. 384. https://doi.org/10.31857/S0002337X2304005X
  58. Малыгин А.А. // Журн. общ. химии. 2002. T. 72. № 4. C. 617.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. СЭ-данные зависимости толщины пленок MoO3 от числа АСО-циклов на затравочном Al2O3.

Скачать (568KB)
Метаданные
3. Рис. 2. СЭ-данные зависимости толщины пленок TixMoyОz от числа АСО-суперциклов на затравочном Al2O3.

Скачать (735KB)
Метаданные
4. Рис. 3. РФЭС-спектр линии Mo3d высокого разрешения с моделями для пленки MoO3, полученной при 150 оС с использованием MoOCl4 и Н2О.

Скачать (859KB)
Метаданные
5. Рис. 4. РФЭС-спектр линии Mo 3d высокого разрешения с моделями для пленок: а — 1Ti1MoO и б — 1Ti7MoO, полученных при 150оС.

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Предлагаемая схема образования связи по донорно-акцепторному механизму в пленках TixMoyOz с восстановлением молибдена.

Скачать (367KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 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».