bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИРbsuir-1130Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ ПЛЕНОК ZnO+10 % ITO НА ПОДЛОЖКАХ АНОДНОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯOptical properties of thin films ZNO+10 % ITO on the substrate of anodic aluminum oxideМухуровН. И.MukhurovN. I.

Мухуров Николай Иванович - д.т.н., профессор, заведующий лабораторией микро- и наносенсорики

220072, г. Минск, пр. Независимости, 68

тел. +375-17-281-32-30

Mukhurov Nikolai Ivanovic - D.Sci, professor, head of the laboratory of the micro- and nanosensorics

220072, Minsk, Nezavisimosti ave., 68

tel. + 375-17-281-32-30

mukhurov@oelt.basnet.byДенисюкС. В.DenisiukS. V.ЧумаковА. Н.ChumakovA. N.ШевченокА. А.ShevchenokA. A.БаранЛ. В.BaranL. V.КарозаА. Г.KarozaA. G.РайченокТ. Ф.RaichenokT. F.

Ph.D, Leader researcher of the laboratory of physics of infrared rays

БосакН. А.BosakN. A.ИвановА. А.IvanovA. A.ЧжанХ.ZhangH.ЮГ.YuG.

doctor of philosophy, professor

ГНПО «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника»SSPA «Optics, optoelectronics and laser technology»Институт физики НАН БеларусиInstitute of physics of National academy of sciences of BelarusБелорусский государственный аграрный технический университетBelarusian state agrarian technical universityБелорусский государственный университетBelarusian state universityБелорусский государственный университетInstitute of physics of National academy of sciences of BelarusИнститут физики НАН БеларусиBelarusian state universityХарбинский инженерный университетHarbin engineering universityХарбинский университет науки и технологийHarbin engineering university201906062019019198Copyright © Мухуров Н.И., Денисюк С.В., Чумаков А.Н., Шевченок А.А., Баран Л.В., Кароза А.Г., Райченок Т.Ф., Босак Н.А., Иванов А.А., Чжан Х., Ю Г., 20192019Мухуров Н.И., Денисюк С.В., Чумаков А.Н., Шевченок А.А., Баран Л.В., Кароза А.Г., Райченок Т.Ф., Босак Н.А., Иванов А.А., Чжан Х., Ю Г.Mukhurov N.I., Denisiuk S.V., Chumakov A.N., Shevchenok A.A., Baran L.V., Karoza A.G., Raichenok T.F., Bosak N.A., Ivanov A.A., Zhang H., Yu G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/1130

Тонкие пленки оксида цинка ZnO, легированные 10 % ITO (оксидом индия-олова), на подложках из анодного оксида алюминия сформированы в вакууме при высокочастотном импульснопериодическом лазерном осаждении. Методом атомно-силовой микроскопии изучены морфологии пленок на пористой и беспористой поверхностях подложек. Экспериментально исследованы оптические свойства пленок в видимой, ближней и средней инфракрасных областях спектра электромагнитного излучения, спектры комбинационного рассеяния, а также особенности фотолюминесцентных характеристик. Пленки оксида цинка могут быть использованы в оптоэлектронных преобразователях как люминесцентный материал, в виде прозрачных электродов, чувствительных слоев газовых и биологических сенсоров, катализаторов, детекторов рентгеновского и гамма-излучений.

ZnO thin films of zinc oxide doped with 10 % ITO (indium tin oxide) on anodic aluminum oxide substrates are formed in vacuum during high-frequency repetitively pulsed laser deposition. The morphology of films on porous and non-porous surfaces of substrates was studied by atomic force microscopy. The optical properties of the films in the visible, near, and middle IR regions of the electromagnetic radiation spectrum, the Raman spectra, and also the features of the photoluminescence characteristics have been experimentally investigated. Zinc oxide films can be used in optoelectronic transducers, as luminescent material, in the form of transparent electrodes, sensitive layers of gas and biological sensors, catalysts, X-ray and gamma-radiation detectors.

тонкие пленки ZnOвысокочастотное импульсное лазерное осаждениеподложки анодного оксида алюминияZnO thin filmshigh-frequency pulsed laser depositionanodic alumina substratesReferencesYu X., Marks T.J., Facchetti A. Metal oxides for optoelectronic applications // Nature Materials Review. 2016. Vol. 15. P. 383–396.Yu X., Marks T.J., Facchetti A. Metal oxides for optoelectronic applications // Nature Materials Review. 2016. Vol. 15. P. 383–396.Stadler A. Transparent Conducting Oxides - An Up-To-Date Overview // Materials. 2012. No. 5. P. 661–683.Stadler A. Transparent Conducting Oxides - An Up-To-Date Overview // Materials. 2012. No. 5. P. 661–683.Семикина Т.В., Комащенко В.Н., Шмырева Л.Н. Оксидная электроника как одно из направлений прозрачной электроники // Электроника и связь. 2010. № 3. С. 20–28.Semikina T.V., Komashhenko V.N., Shmyreva L.N. Oksidnaja jelektronika kak odno iz napravlenij prozrachnoj jelektroniki // Jelektronika i svjaz'. 2010. № 3. S. 20–28. (in Russ.)Wagner J.F., Keszler D.A., Presley R.E. Transparent electronics // Springer Science+Business Media, LLC, 2008. 217 p.Wagner J.F., Keszler D.A., Presley R.E. Transparent electronics // Springer Science+Business Media, LLC, 2008. 217 p.Wöll C. The chemistry and physics of zinc oxide surfaces // Prog. Surf. Sci. 2007. Vol. 82. P. 55–120.Wöll C. The chemistry and physics of zinc oxide surfaces // Prog. Surf. Sci. 2007. Vol. 82. P. 55–120.Janotti A., Van de Walle C. Fundamentals of zinc oxide as a Semiconductor // Rep. Prog. Phys. 2009. Vol. 72. Р. 126501–126529.Janotti A., Van de Walle C. Fundamentals of zinc oxide as a Semiconductor // Rep. Prog. Phys. 2009. Vol. 72. P. 126501–126529.A comprehensive review of ZnO materials and devices / Ü. Özgür [et al.] // J. of Appl. Phys. 2005. Vol. 98. P. 041301–041494.A comprehensive review of ZnO materials and devices / Ü. Özgür [et al.] // J. of Appl. Phys. 2005. Vol. 98. P. 041301–041494.Ellmer K. ZnO and Its Applications, in: Transparent Conductive Zinc Oxide. Basics and Applications in Thin Film Solar Cells // Springer Series in Materials Science. 2008. Vol. 104. P. 1–33.Ellmer K. ZnO and Its Applications, in: Transparent Conductive Zinc Oxide. Basics and Applications in Thin Film Solar Cells // Springer Series in Materials Science. 2008. Vol. 104. P. 1–33.Djurišić A.B., Ng A.M.C., Chen X.Y. Review ZnO nanostructures for optoelectronics: material properties and device applications // Prog. Quant. Electron. 2010. Vol. 34. P. 191–259.Djurišić A.B., Ng A.M.C., Chen X.Y. Review ZnO nanostructures for optoelectronics: material properties and device applications // Prog. Quant. Electron. 2010. Vol. 34. P. 191–259.Evolution of ZnO microstructures from hexagonal disk to prismoid, prism and pyramid and their crystal facet-dependent gas sensing properties / N. Qin [et al.] // Cryst. Eng. Comm. 2014. Vol. 16. P. 7062–7073.Evolution of ZnO microstructures from hexagonal disk to prismoid, prism and pyramid and their crystal facet-dependent gas sensing properties / N. Qin [et al.] // Cryst. Eng. Comm. 2014. Vol. 16. P. 7062–7073.Electrical conductivity and optical properties of ZnO nanostructured thin film / M. Caglar [et al.] // Appl. Surf. Sci. 2009. Vol. 255. P. 4491–4496.Electrical conductivity and optical properties of ZnO nanostructured thin film / M. Caglar [et al.] // Appl. Surf. Sci. 2009. Vol. 255. P. 4491–4496.Physics of high-conductivity transparent materials on the basis of wide-gap zinc oxide / G.V. Lashkaryov [et al.] // Low Temperature Physics. 2017. Vol. 43, No. 4. P. 643–648.Physics of high-conductivity transparent materials on the basis of wide-gap zinc oxide / G.V. Lashkaryov [et al.] // Low Temperature Physics. 2017. Vol. 43, No. 4. P. 643–648.Synthesis and characterization of nanostructured zinc oxide layers for sensors / L.K. Krastev [et al.] // FTI. 2013. Vol. 47, No. 4. P. 564–569.Synthesis and characterization of nanostructured zinc oxide layers for sensors / L.K. Krastev [et al.] // FTI. 2013. Vol. 47, No. 4. P. 564–569.Nanostructured materials based on zinc oxide for heterostructural solar cells / A.A. Bobkov [et al.] // FTI. 2015. Vol. 49, No. 10. P. 1402–1406.Nanostructured materials based on zinc oxide for heterostructural solar cells / A.A. Bobkov [et al.] // FTI. 2015. Vol. 49, No. 10. P. 1402–1406.Synthesis of nanostructures based on zinc oxide to create heterostructural photovoltaic elements / N.А. Lashkova [et al.] // FTI. 2016. Vol. 50, No. 9. P. 1276–1282.Synthesis of nanostructures based on zinc oxide to create heterostructural photovoltaic elements / N.A. Lashkova [et al.] // FTI. 2016. Vol. 50, No. 9. P. 1276–1282.Crystallinity, Stoichiometry, and Luminescence of High Quality ZnO Nanoclusters / D. Tainoff [et al.] // J. Phys. Chem. C. 2008. Vol. 112. P. 12623–12627.Crystallinity, Stoichiometry, and Luminescence of High Quality ZnO Nanoclusters / D. Tainoff [et al.]// J. Phys. Chem. C. 2008. Vol. 112. P. 12623–12627.Ellmer K. Transparent Conductive Zinc Oxide and Its Derivatives, in: Handbook of transparent conductors. New York: Springer, 2010. P. 193–263.Ellmer K. Transparent Conductive Zinc Oxide and Its Derivatives, in: Handbook of transparent conductors. New York: Springer, 2010. P. 193–263.Lianguzov N.V. Synthesis of nanostructures based on zinc oxide and their physical properties / Diss. … cand. fiz.-mat. sciences. Rostov-on-Don: Southern Federal University, 2014. 105 p.Lianguzov N.V. Synthesis of nanostructures based on zinc oxide and their physical properties / Diss. … cand. fiz.-mat. sciences. Rostov-on-Don: Southern Federal University, 2014. 105 p.Зима В.Н., Козлов А.Г., Танская Т.Н. Cтруктура и морфология пленок оксида цинка, полученных реактивным магнетронным напылением // Вест. Омского ун-та. 2013. № 2. С. 75–79.Zima V.N., Kozlov A.G., Tanskaja T.N. Ctruktura i morfologija plenok oksida cinka, poluchennyh reaktivnym magnetronnym napyleniem // Vest. Omskogo un-ta. 2013. № 2. S. 75–79.Перспективы импульсного электроосаждения иерархических наноструктур оксида цинка / Н.П. Клочко [и др.] // ФТП. 2013. Т. 47, вып. 8. С. 1129–1136.Perspektivy impul'snogo jelektroosazhdenija ierarhicheskih nanostruktur oksida cinka / N.P. Klochko [i dr.] // FTP. 2013. T. 47, vyp. 8. S. 1129–1136. (in Russ.)Семикина Т.В. Диодные структуры и электрические свойства пленок ZnO, полученных методом атомного послойного осаждения // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. 2016. Вып. 51. С. 150–157.Semikina T.V. Diodnye struktury i jelektricheskie svojstva plenok ZnO, poluchennyh metodom atomnogo poslojnogo osazhdenija // Optojelektronika i poluprovodnikovaja tehnika. 2016. Vyp. 51. S. 150–157. (in Russ.)Кашкул И.Н.К. Технология и свойства пленок оксида цинка для тонкопленочных солнечных модулей / Дисс… канд. тех. наук. Санкт-Петербург, 2017. 117 с.Kashkul I.N.K. Tehnologija i svojstva plenok oksida cinka dlja tonkoplenochnyh solnechnyh modulej / Diss… kand. teh. nauk. Sankt-Peterburg, 2017. 117 s. (in Russ.)Чумаков A.Н., Aвраменко В.Б., Босак Н.A. Плазмообразование при высокочастотном импульснопериодическом лазерном воздействии на металлы в воздухе при пониженном и атмосферном давлении // ЖПС. 2012. Т. 79, № 2. С. 279−287.Chumakov A.N., Avramenko V.B., Bosak N.A. Plazmoobrazovanie pri vysokochastotnom impul'snoperiodicheskom lazernom vozdejstvii na metally v vozduhe pri ponizhennom i atmosfernom davlenii // ZhPS. 2012. T. 79, № 2. S. 279−287. (in Russ.)Структура и оптические свойства углеродных пленок, полученных при многоимпульсном лазерном осаждении / А.Н. Чумаков [и др.] // ЖПС. 2012. Т. 79, № 4. С. 681–685.Struktura i opticheskie svojstva uglerodnyh plenok, poluchennyh pri mnogoimpul'snom lazernom osazhdenii / A.N. Chumakov [i dr.] // ZhPS. 2012. T. 79, № 4. S. 681–685. (in Russ.)Оптические свойства лазерно-осаждаемых тонких пленок оксида цинка / А.Н. Чумаков [и др.] // Электроника-инфо. 2016. № 2. С. 32–37.Opticheskie svojstva lazerno-osazhdaemyh tonkih plenok oksida cinka / A.N. Chumakov [i dr.] // Jelektronika-info. 2016. № 2. S. 32–37. (in Russ.)Чумаков А.Н., Босак Н.А., Панина А.В. Приповерхностное плазмообразование в воздухе при двухимпульсном лазерном воздействии на двух длинах волн // ЖПС. 2017. Т. 84, № 4. С. 595–602.Chumakov A.N., Bosak N.A., Panina A.V. Pripoverhnostnoe plazmoobrazovanie v vozduhe pri dvuhimpul'snom lazernom vozdejstvii na dvuh dlinah voln // ZhPS. 2017. T. 84, № 4. S. 595–602. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.