ЛЮМІНЕСЦЕНЦІЯ НАНОРОЗМІРНОГО ДІОКСИДУ ОЛОВА. ОГЛЯД

В статье представлен краткий обзор люминесценции в наноразмерном диоксиде олова. Рассматривается свечение, обусловленное его собственными дефектами, люминесценция, связанная с примесями, механизмы люминесценции в диоксиде олова. Результаты исследований различных авторов, представленные в этом обзоре, показывают перспективность применения двуокиси олова в оптоэлектронике и светодиодной технике.У статті подано короткий огляд люмінесценції в нанорозмірному диоксиде олова. Розглядається світіння, обумовлене його власними дефектами, люмінесценція, пов'язана з домішками, механізми люмінесценції в діоксиді олова. Результати досліджень різних авторів, представлені в цьому огляді, показують перспективність застосування двоокису олова для широке застосування в оптоелектроніці і світлодіодним техніц

КОМБІНАЦІЙНЕ РОЗСІЮВАННЯ В НАНОРОЗМІРНОМУ ДІОКСИДІ ОЛОВА

The Raman scattering spectra peculiarities are analyzed for nanosized samples of tin dioxide using the authors’ own research and the available literature. The presented results show the series of differences in RS spectra in the nanoobjects in comparison with the bulk material. The principle peculiarities comprise: the broadening of peaks, the spectra ‘washing-out’ (the notable dispersion presence), the peaks shifting to the short waves part from the basic positions, the new lines appearance which are not specific for the bulk SnO2 . The principle reason for the deviations is quantum-size effect of the spatial confinement for phonons. The oxygen vacancies notably influence the shape and intensity of RS spectra for studied materials. New bands in the low-frequency part of the spectrum are conditioned by the nanoparticles’ normal vibrations.На основании собственных исследований авторов и анализа имеющейся литературы в работе рассмотрены особенности спектров комбинационного рассеяния в наноразмерных образцах двуокиси олова. Показан ряд отличий спектров КР в нанообъектах от таковых в объемных материалах. Принципиальные особенности включают в себя уширение пиков, смещение их от основных положений, размытие спектров (присутствие заметной дисперсии), появление новых полос, которые нехарактерны для объемного SnO2 . Основная причина отклонений - квантоворазмерный эффект пространственного ограничения фононов. Существенно влияние вакансий кислорода на форму и интенсивность спектров КР в изучаемых материалах. Новые полосы в низкочастотной части спектра обусловлены собственными колебаниями наночастиц.На основі власних досліджень авторів і аналізу наявної літератури в роботі розглянуті особливості спектрів комбінаційного розсіювання в нанорозмірних зразках двоокису олова. Показаний ряд відмінностей спектрів КР нанооб’єктів від таких для об’ємних матеріалів. Принципові особливості включають розширення піків, зміщення їх від основних положень, розмиття спектрів (присутність помітної дисперсії), появу нових смуг, які нехарактерні для об’ємного SnO2 . Основна причина відхилень - квантово- розмірний ефект просторового обмеження фононів. Суттєвим є вплив вакансій кисню на форму та інтенсивність спектрів комбінаційного розсіяння в досліджуваних матеріалах. Нові смуги в низькочастотній частині спектру обумовлені власними коливаннями наночастинок

ELECTROPHYSICAL PROPERTIES OF ZINC OXIDE THIN FILMS OBTAINED BY CHEMICAL METHODS

The electrophysical characteristics comparative studies were carried out for ZnO films obtained by chemical precipitation from zinc acetate solutions and thermal oxidation of zinc films. The ZnO films showed optical absorption and band gap (2.9 to 3.2 eV) specific for this material, which indicates the presence of crystalline structure in them. The use of polyvinyl alcohol made it possible to obtain samples with the highest values of Eg and electrical resistance, which is caused by the nanosize crystallites of the films. The investigated electrophysical characteristics of the ZnO films made it possible to establish the contribution of their own defects and surface states to the conductivity

ЕЛЕКТРИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАНОРОЗМІРНИХ ПЛІВОК SNО2 , СТРУКТУРОВАНИХ З ВИКОРИСТАННЯМ ПОЛІМЕРІВ

The electrical characteristics of nanoscale tin dioxide layer were studied. They showed the significant differences in the conductivity values of films in vacuum and in air, which indicates a visible influence of adsorption interaction with oxygen in the air. The dark current temperature dependence activation character was established due to different donors type centers contribution to the conductivity which are “shallow” at low temperatures and are more “deep” at high temperatures. The values of the energy depth of these levels were calculated. The films’ conductivity changes at their heating at vacuum and at the subsequent cooling at vacuum till the initial temperature are reversible and repeatable many times, which testifies the stability of the electrical characteristics of the SnO2 films and is perspective for use of the layers as adsorptive-sensitive elements of gas sensors.Проведенные в работе исследования электрических характеристик наноразмерных слоев диоксида олова позволили выявить существенные отличия в значениях проводимости пленок в вакууме и на воздухе, что свидетельствует о заметном влиянии адсорбционного взаимодействия с кислородом воздуха. Установлен активационный характер кривых ТЗТТ образцов, что обусловлено вкладом в проводимость различных типов донорных центров – более «мелких» при низких температурах и более «глубоких» при высоких температурах. Рассчитаны значения глубины залегания этих энергетических уровней. Изменение величины проводимости пленок при прогреве в вакууме и последующем охлаждении в вакууме до исходной температуры является обратимым и многократно воспроизводимым, что свидетельствует о стабильности электрических характеристик исследуемых пленок SnO2 и перспективно для использования слоев в качестве адсорбционно-чувствительных элементов газовых сенсоров.Проведені в роботі дослідження електричних характеристик нанорозмірних шарів діоксиду олова дозволили виявити істотні відмінності в значеннях провідності плівок у вакуумі й на повітрі, що свідчить про помітний вплив адсорбційної взаємодії з киснем повітря. Встановлено активаційний характер кривих ТЗТТ зразків, що обумовлено внеском у провідність різних типів донорних центрів - більше «дрібних» при низьких температурах і більше «глибоких» при високих температурах. Розраховано значення глибини залягання цих енергетичних рівнів. Зміна величини провідності плівок при прогріві у вакуумі й наступному охолодженні у вакуумі до вихідної температури є оборотним і багаторазово відтворюваним, що свідчить про стабільність електричних характеристик досліджуваних плівок SnО2 і перспективно для використання шарів в якості адсорбційно-чутливих елементів газових сенсорів

ВПЛИВ ВОЛОГИ І СТРУКТУРУЮЧОЇ ДОБАВКИ НА ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛІВОК ДІОКСИДУ ОЛОВА

The structuring additive concentration and humidity influence on the electrophysical properties of tin dioxide films was studied. The growth of SnO2 films, interelectrode resistance with the growth of polyvinyl acetate concentration in the initial solution is due to the porosity increase caused by the PVA increase in the films under study. The section of dark current temperature dependence, in vacuum from 110 °C with an activation energy ~ 0.7 eV, is due to the water molecules desorption. The resistance decrease of tin dioxide films in a wet atmosphere due to the dissociative adsorption of water molecules on the SnO2 layers surfaces has been established.Исследовано влияние концентрации структурирующей добавки и влажности на электрофизические свойства пленок диоксида олова. Возрастание межэлектродного сопротивления пленок SnO2 при увеличении концентрации поливинилацетата в исходном растворе обусловлено увеличением пористости исследуемых пленок с ростом количества ПВА. Участок ТЗТТ, в вакууме от 110 о С с энергией активации ~0,7 эВ обусловлен десорбцией молекул воды. Установлено снижение сопротивления пленок диоксида олова во влажной атмосфере, обусловленное диссоциативной адсорбцией молекул воды на поверхности слоев SnO2 .Досліджено вплив концентрації структуруючої добавки і вологості на електрофізичні влас- тивості плівок діоксиду олова. Зростання межелектродного опору плівок SnO2 при збільшенні концентрації полівінілацетату в вихідному розчині обумовлено збільшенням пористості досліджуваних плівок із зростанням кількості ПВА. Ділянка ТЗТТ в вакуумі від 110 о С з енергією активації ~ 0,7 еВ обумовлена десорбцією молекул води. Встановлено зниження опору плівок діоксиду олова у вологій атмосфері, обумовлене дисоциативною адсорбцією молекул води на поверхні шарів SnO2