Modification of the optical and electrical properties of NiO films by thermal annealing
| Autor: | Enns, Yakov, Kazakin, Alexei, Komarevtsev, Ivan, Vyacheslavova, Ekaterina, Kondrateva, Anastasia, Mishin, Maxim |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: | |
| DOI: | 10.18721/jpm.153.356 |
| Popis: | This paper presents the results of studying the effect of thermal annealing on the optical and electrical characteristics of NiO films. NiO layers were synthesized using DC magnetron sputtering from a Ni target. The films were deposited in an Ar/O2 gas mixture with a ratio of 70%/30%, respectively. The deposition power was 100W. The resulting films had low transparency and high conductivity, which is associated with a high content of oxygen vacancies in the NiO structural layer. The influence of thermal annealing on the characteristics of NiO films was studied on films obtained by magnetron sputtering. Annealing was carried out in an oxygen-containing environment at temperatures from 200°C to 550°C and an annealing duration from 5 to 120 minutes. The results of optical studies have shown that annealing at temperatures up to 550°C leads to an increase in transparency from 5% to 80% at a wavelength of 700 nm. In this case, an increase in the temperature and duration of the process is accompanied by an increase in the optical band gap. A similar trend was observed in the study of film conductivity, where an increase in the annealing temperature leads to an increase in resistivity from 0.2 Ω cm to 1460 Ω cm. В данной работе представлены результаты исследования влияния термического отжига на оптические и электрические характеристики пленок NiO. Слои NiO были синтезированы с использованием DC магнетронного напыления из мишени Ni. Напыление плёнок осуществлялось в газовой смеси Ar/O2 соотношением 70%/30%, соответсвенно. Мощность напыления составила 100W. Полученные плёнки имели низкую прозрачность и высокую проводимость, что связано с высоким содержанием кислородных вакансий в структурном слое NiO. Влияние термического отжига на характеристики пленок NiO изучалось на пленках, полученных методом магнетронного напыления. Отжиг осуществлялся в кислородосодержащей среде при температурах от 200 °С до 550 °С и длительностью отжига от 5 до 120 минут. Результаты оптических исследований показали, что отжиг при температурах до 550 °С приводит к увеличению прозрачности с 5 % до 80 % на длине волны 700 нм. При этом увеличение температуры и длительности процесса сопровождается с увеличением оптической ширены запрещённой зоны. Подобная тенденция наблюдалась при исследовании проводимости плёнок, где повышение температуры отжига приводит к увеличению удельного сопротивления с 0,2 Ом·см до 1460 Ом·см. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|