Формирование композиционных покрытий ионно-лучевым распылением мишеней на основе микропорошков пирогенного кремнезёма, содержащих соединения меди

Abstract

Во введении указан объект исследования – тонкие пленки, полученные ионно-лучевым распылением мишеней на основе микропорошков пирогенного кремнезема, содержащих соединения меди. Целью исследования является изучение поведения ионов меди при формировании тонких пленок методом ионнолучевого распыления мишени состава SiO2:CuO в смеси газов Ar/O2. В основной части представлены результаты исследования структурных и оптических свойств тонких пленок толщиной ~100 нм, сформированных ионно-лучевым распылением мишеней на основе микропорошков пирогенного кремнезема, содержащих соединения меди. Морфология поверхности пленки в целом показывает интегральную однородность и фактически не зависит от состава газовой среды, при этом наблюдается некоторая «зернистость» поверхности покрытия, что характерно для распыления пористых мишеней, состоящих из агломератов или доменных структур. Полученные частотные зависимости диэлектрической проницаемости пленок SiO2:CuO показали снижение диэлектрической проницаемости в интервале 10 кГц – 1 МГц. Обнаружено, что при толщине пленки SiO2:CuO менее 100 нм тонкопленочный конденсатор не всегда формируется. Основываясь на анализе оптических параметров полученных пленок в зависимости от среды распыления, высказано предположение, что в инертной среде в пленке формируется большая концентрация глобулярного CuO сфероидальной формы, а также возможно восстановление оксида меди до Cu+ и, вероятно, до Cuº, о чем свидетельствует изменение ε и tgδ, а также увеличение оптической ширины запрещенной зоны тонких пленок SiO2:CuO от 3,909 до 3,972 эВ при увеличении содержания кислорода в смеси газов Ar/O2. Полученные пленки могут быть использованы в качестве активных сред в солнечных элементах, сенсорах и других устройствах.