Formation of ultra-smooth highly orientated ZnO films on amorphous surface (SiO2/Si) by magnetron sputtering

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The influence of temperature of amorphous SiO2/Si substrates on the formation of ultra-smooth highly oriented ZnO(0001) films by direct current magnetron sputtering has been studied. It has been shown that ZnO films obtained at a substrate temperature of 500°С have a lamellar shape of crystallites regardless of the growth rate in the range 1–7 nm/s. This feature of the crystallite morphology is associated with the minimum root-mean-square surface roughness of 0.9 nm for traditional high-speed deposition methods. The ultra-smooth surface of the films and the lamellar shape of the ZnO crystallites are mainly due to the two-dimensional mechanism of film formation under conditions of charging the growing surface in the magnetron discharge plasma.

About the authors

А. М. Ismailov

Dagestan State University

Email: amuslimov@mail.ru
Russian Federation, Makhachkala

Т. А. Guidalaeva

Dagestan State University

Email: amuslimov@mail.ru
Russian Federation, Makhachkala

А. E. Muslimov

Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics, National Research Centre “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: amuslimov@mail.ru

Shubnikov Institute of Crystallography

Russian Federation, Moscow

Yu. V. Grigoriev

Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics, National Research Centre “Kurchatov Institute”

Email: amuslimov@mail.ru

Shubnikov Institute of Crystallography

Russian Federation, Moscow

V. М. Kanevsky

Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics, National Research Centre “Kurchatov Institute”

Email: amuslimov@mail.ru

Shubnikov Institute of Crystallography

Russian Federation, Moscow

References

  1. Özgür Ü., Alivov Y. I., Liu C., Teke A., ReshchikovM. A., DoğanS., Morkoç H. // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. № 4. Р. 041301. https://doi.org/10.1063/1.1992666
  2. Borysiewicz M.A. // Crystals. 2019. V. 9. P. 505. https://doi.org/10.3390/cryst9100505
  3. Kołodziejczak-Radzimska A., Jesionowski T. // Materials. 2014. V. 7. № 4. Р. 2833. https://doi.org/10.3390/ma7042833
  4. Hu Y.-H., Chen Y.-C., Xu H.-J., Gao H., Jiang W.-H., Hu F.,Wang Y.-X. // Engineering. 2010. V. 2. № 12. Р. 973. https://doi.org/10.4236/eng.2010.212124
  5. Bach L.G., Nguyen N.G., Ho V.T. // Int. J. Photoen. 2016. V. 2016. Р. 1217576. https://doi.org/10.1155/2016/1217576
  6. Romero R., Leinen D., Dalchiele E. A., Ramos-Barrado J. R., Martin, F. // Thin Solid Films. 2006. V. 515. № 4. Р. 1942. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2006.07.152
  7. Martin P.M., Good M.S., Johnston J.W., Posakony G.J., Bond L.J., Crawford S.L. // Thin Solid Films. 2000. V. 379. № 1–2. Р. 253. https://doi.org/10.1016/s0040-6090(00)01339-0
  8. Peverini L., Ziegler E., Bigault T., KozhevnikovI. // Phys. Rev. B. 2005. V. 72. P. 045445. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.045445
  9. Gupta I., Mohanty B.C. // Sci. Rep. 2016. V. 6. № 1. Р. 33136. https://doi.org/10.1038/srep33136
  10. Пщелко Н.С., Водкайло Е.Г., Томаев В.В., Клименков Б.Д., Кошевой В.Л., Белорус А.О. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 8. С. 100. https://doi.org/10.6060/tcct.2017608.5649
  11. Vamsi K.K., Dutta V., Paulson P.D. // Thin Solid Films. 2003. V. 444. № 1–2. Р. 17. https://doi.org/10.1016/s0040-6090(03)00916-7
  12. Уразалиев У.С., Иванов Р.Д., Галкин Б.Д. // Электронная техника. 1970. Сер. 3. Вып. 3. С. 116.
  13. Исмаилов А.М., Эмирасланова Л.Л., Рабаданов М.Х., Рабаданов М.Р., Алиев И.Ш. // Письма в ЖТФ. 2018. Т. 44. Вып. 12. С. 52. https://doi.org/10.21883/PJTF.2018.12.46291.16792
  14. Larbah Y., Adnane M., Sahraoui T. // Mater. Sci.–Poland. 2015. V. 33. № 3. P. 491. https://doi.org/10.1515/msp-2015-0062
  15. Горелик Х.П., Хови А., Пэшли Д., Уэлан М. Электронная микроскопия тонких кристаллов. Москва: Мир, 1968. 574 с.
  16. Shcherbachev K.D., Voronova M.I. // Mater. Electronics Engin. 2022. V. 25. № 1. Р. 92. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2022-1-92-102
  17. Александров Л.Н. Полупроводниковые пленки для микроэлектроники. Новосибирск: Наука, 1977. 248 с.
  18. Соловьев А.А., Захаров А.Н., Работкин С.В., Оскомов К.В., Сочугов Н.С. // Физика и xимия обработки материалов. 2009. № 2. С. 58. http://apelvac.com›f/38/93/2-2009.pdf
  19. Лютович А.С. Ионно-активированная кристаллизация пленок. Ташкент: Фан, 1982. 148 с.
  20. Mattox D.M. // J. Vac. Sci. Technol. A. 1989. V. 7. № 3. Р. 1105. https://doi.org/10.1116/1.576238
  21. Pentti N., Kapran A., Hama N., Martin Č., Zdeněk H., Henrik P., Daniel L. // J. Vac. Sci. Technol. А. 2024. V. 42. № 2. Р. 023006. https://doi.org/10.1116/6.0003408
  22. Бериш Р., Виттмак К. Распыление под действием бомбардировки частицами. Характеристики распыленных частиц, применения в технике. Вып. III. / Ред. Бериш Р., Виттмак К. Москва: Мир, 1998. 551 с.
  23. Данилин Б.С., Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы. М.: Радио и связь, 1982. 72 с.
  24. Debdyuti M., Sourav B. // Phys., Mater., Appl. 2022. V. 22. № 830. Р. 38. https://doi.org/10.3390/s22030820
  25. Xianglian L., Xuan C., Ziwei Y., He X., Chuanyu Z., Xueyong W. // Sens. Diagn. 2023. V. 2. P. 507. https://doi.org/10.1039/d2sd00203e

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».