• Acquire
Hide↑
Journals →  Материалы электронной техники →  2011 →  #1 →  Back

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
ArticleName Проводимость слоев диоксида титана, легированного ванадием, кобальтом и ниобием
ArticleAuthor Л. А. Балагуров, И. В. Кулеманов, А. Ф. Орлов, Е. А. Петрова
ArticleAuthorData Л. А. Балагуров, И. В. Кулеманов, А. Ф. Орлов, Е. А. Петрова, ОАО «Гиредмет». Работа выполнена при поддержке программы ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009—2013 годы (Контракт П921).
Abstract
Повышенное внимание к электрическим свойствам диоксида титана вызвано начавшимся в последнее время его использованием для изготовления различных электронных устройств. Исследованы температурные зависимости проводимости на постоянном и переменном токах слоев диоксида титана, легированного ванадием, а также одновременно кобальтом и ниобием. Слои получали методом ВЧ-магнетронного осаждения в среде кислорода и аргона при температуре 550 °C, вакууме 2 · 10-2 торр и скорости осаждения порядка 0,07 нм/с. В области температур ниже комнатной проводимость диоксида титана, легированного ванадием, обусловлена прыжковой проводимостью с переменной длиной прыжка. Оценена плотность локализованных состояний на уровне Ферми. Для образцов, легированных кобальтом и ниобием, обнаружена туннельная проводимость с термической активацией носителей между кластерами, предположительно кластерами кобальта. Показано, что измерение зависимости электрического сопротивления от температуры является быстрым и надежным методом определения присутствия кластеров в материале.
Работа выполнена при поддержке программы ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009—2013 годы (Контракт П921).
keywords Диоксид титана, ванадий, ниобий, ВЧ−магнетронное осаждение, проводимость.
References

1. Li, B. Review of recent progress in solid-state dye-sensitized solar cells / B. Li, L. Wang, B. Kang, P. Wang, Y. Qiu // Solar Energy Mater. Solar Cells. - 2006. - V. 90, N 5. - P. 549—573.
2. Janisch, R. Transition metal-doped TiO2 and ZnO — present status of the field / R. Janisch, P. Gopal, N. Spaldin // J. Phys: Condens. Matt. - 2005. − V. 17. — P. R657—R672.
3. Zaleska, A. Doped-TiO2: A review / A. Zaleska // Recent Pat. on Eng. - 2008. - V. 2, N 3. - P. 157—164.
4. Balachandran, U. Electrical conductivity in non-stoichiometric titanium dioxide at elevated temperatures / U. Balachandran, N. G. Eror // J. Mater. Sci. - 1988. - V. 23, N 8. - P. 2676—2682.
5. Belloch, J. M. Synthesis, characterization and semiconducting properties of solid solutions with rutile structure / J. M. Belloch, J. Isasi, M. L. Lopez, M. L. Veiga, C. Pico // Mater. Res. Bull. - 1994. - V. 29, N 8. - P. 861—869.
6. Matsumoto, Y. Room-temperature ferromagnetism in transparent transition metal-doped titanium dioxide / Y. Matsumoto, M. Murakami, T. Shono, T. Hasegawa, T. Fukumura, M. Kawasaki, P. Ahmet, T. Chikyow, S. Koshihara, H. Koinuma // Science. - 2001. - V. 291. - P. 854—857.
7. Shinde, S. R. Ferromagnetism in laser deposited anatase Ti1-xCoxO2-δ films / S. R. Shinde, S. B. Ogale, Das Sarma // Phys. Rev. B. - 2003. - V. 67, N 11. - P. 115211—115216.
8. Park, W. K. Semiconducting and ferromagnetic behavior of sputtered Co-doped TiO2 thin films above room temperature/W. K. Park, R. J. Ortega-Hertogs, J. S. Moodera, A. Punnoose, M. S. Seehra // J. Appl. Phys. - 2002. - V. 91, N 10. - P. 8093—8095.
9. Saragih, H. Co-doped TiO2 rutile thin films deposited by MOCVD method / H. Saragih, P. Arifin, M. Barmawi // «Nanoscience and Nanotechnology» ICONN‘06. Internat. Conf. - 2006. - P. 87—91.
10. Kim, D. H. Formation of Co nanoclusters in epitaxial Ti0.96Co0.04O2 thin films and their ferromagnetism / D. H. Kim, J. S. Yang, K. W. Lee, S. D. Bu // Appl. Phys. Lett. - 2002. - V. 81, N 13. - P. 2421—2423.

11. Kennedya, R. J. Hopping transport in TiO2:Co: A signature of multiphase behavio / R. J. Kennedya, P. A. Stampe, E. Hu, P. Xiong // Ibid. - 2004. - V. 84, N 15. - P. 2832—2834.
12. Furubayashi, Y. A transparent metal: Nb-doped anatase TiO2 / Y. Furubayashi, T. Hitosugi, Y. Yamamoto, K. Inaba // Ibid. - 2005. - V. 86, N 25. - P. 252101—252103.
13. Hitosugi, T. Ta-doped anatase TiO2 epitaxial film as transparent conducting oxide / T. Hitosugi, Y. Furubayashi, A. Ueda // Jap. J. Appl. Phys. Pt 2. - 2005. - V. 44. - P. L1063—L1065.
14. Hong, L. Electrical properties of transparent doped oxide films / L. Hong, K. Hiromitsu, Toshinobu // J. Sol-Gel Sci. and Technol. - 2000. - V. 19, N 1-3. - P. 529—532.
15. Serpone, N. Spectroscopic, photoconductivity and photocatalytic studies of TiO2 colloids: naked and with the lattice doped with Cr3+, Fe3+, and V5+ cations / N. Serpone, D. Lawless, J. Disdier // Langmuir. - 1994. - V. 10, N 3. - P. 643—652.
16. An, J. Visible light driven V-doped TiO2 photocatalyst and its photo oxidation of ethanol/ J. An, B. Kim, J. Jeong, D. Kim // J. Ceramic Processing Res. - 2005. - V. 6, N 2. - P. 163—166.
17. Kamegawa, T. Hydrothermal synthesis of visible light sensitive vanadium doped TiO2 photocatalysts and their applications for the degradation of isobutanol diluted in water / T. Kamegawa, K. Sugimura, K. Maki, K. Mori // J. Phys.: Conf. Ser. - 2009. - V. 165. - P. 012038—012040.
18. Sieradzka, K. Properties of nanocrystalline TiO2 : V thin films as a transparent semiconducting oxides / K. Sieradzka, J. Domaradzki, E. Prociow, M. Mazur, M. Lapinski // Acta Phys. Polonica A. - 2009. - V. 116. - P. 33—35.
19. Ohtomo, A. MgxZn1−xO as a II–VI widegap semiconductor alloy / A. Ohtomo, M. Kawasaki, T. Koida, K. Masubuchi, H. Koinuma, Y. Sakurai, Y. Yoshida, T. Yasuda, Y. Segawa // Appl. Phys. Lett. - 1998. - V. 72, N 19. - P. 2466—2468.
20. Mott, N. F. Electron Processes in Non-Crystalline Materials / N. F. Mott - Oxford: Clarendon Press, 1982.
21. Као, К. Перенос электронов в твердых телах / К. Као, В. Хуанг - М. : Мир, 1984. - Ч. 1. - С. 350.
22. Fromknecht, R. Lattice location and electrical conductivity in ion implanted TiO2 single crystals / R. Fromknecht, R. Auer, I. Khubeis, O. Meyer // Nucl. Instrum. and Meth. in Phys. Res. B. - 1996. - V. 120, N 1–4. - P. 252—256.
23. Poumellec, B. Electron transport in TiO2−x at intermediate temperatures 300 K < T < 1500 K / B. Poumellec, J. F. Marucco, F. Lagnel // Phys. status solidi A. - 1985. - V. 89, N 1. - P. 375—382.
Language of full-text russian
Full content Buy
Back