Синтез та властивості п’єзоактивних оксидних і халькогенідних структур з розвиненою поверхнею - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИАвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Роботу виконано в Інституті хімії поверхні НАН України Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Горбик Петро Петрович, Інститут хімії поверхні НАН України, заступник директора з наукової роботи Захист відбудеться “11” листопада 2004 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.210.01 в Інституті хімії поверхні НАН України за адресою: 03164, Київ - 164, вулиця Генерала Наумова, 17.Актуальною залишається розробка фізико-хімічних основ синтезу оксидних та халькогенідних плівок на підкладках складної конфігурації з відносно низькими температурами плавлення, вивчення структурно-фазових перетворень в процесах формування плівок, перспективних для виробництва на їх основі високоефективних низькопольових емітерів електронів та яскравих катодолюмінесцентних екранів. Крім того, враховуючи залежність інтенсивності густини струму емісії з пєзопольових структур від співвідношення лінійних розмірів зразків, відносно електричноактивної осі, надзвичайно цікавим і перспективним завданням було створення нанорозмірних структур, що характеризуються гранично можливим значенням вказаного співвідношення. Роботу виконано згідно з планами науково-дослідної роботи Інституту хімії поверхні НАН України за темами: “Хімічна фізика поверхні розподілу нанорозмірних гетерогенних кластерно-зібраних систем” та “Синтез, модифікування, фізико-хімічні дослідження систем пониженої розмірності та композитів на їх основі”, затвердженими рішеннями Бюро відділення хімії НАН України від 22 грудня 1998 року, протокол № 9 (№ держ. реєстрації 0199U002300) та від 25 грудня 2001 року, протокол № 9 (№ держ. реєстрації 0102U000875), відповідно. В рамках затверджених тем та проектів автор займався синтезом пєзоактивних оксидних та халькогенідних структур з розвиненою поверхнею, дослідженням їх фізичних і фізико-хімічних властивостей, побудовою моделей, які пояснюють отримані експериментальні результати. Мета роботи - встановити загальні закономірності фізико-хімічних процесів формування пєзоактивних оксидних та халькогенідних структур з розвиненою поверхнею, вивчити комплекс їх катодолюмінесцентних та емісійних властивостей, створити фізичні моделі, що враховують квантоворозмірні ефекти та вивчити можливості їх практичного використання.У першому розділі “Фізико-хімічні властивості пєзоактивних оксидних та халькогенідних структур” подано аналіз літературних даних щодо методик одержання і фізико-хімічних властивостей пєзоактивних оксидних та халькогенідних структур. Третій розділ “Синтез пєзоактивних тонких плівок на основі халькогенідів цинку і кадмію та їх емісійні і катодолюмінесцентні властивості” присвячено описанню вдосконаленої методики одержання плівок твердих розчинів халькогенідів цинку і кадмію та дослідженню їх властивостей. У першому випадку емісія обмежується потенційним барєром на границі з вакуумом, де можливий вплив процесів адсорбції-десорбції молекул залишкових газів, у другому - джерело електронів (валентна зона) віддалене від поверхні Zn1-XCDXS і електрони можуть виходити у вакуум безпосередньо внаслідок пєзогеометричного підсилення поля та виникнення ефекту Зінера. У четвертому розділі “Синтез та властивості полікристалічних плівок оксиду цинку” описано методики синтезу та результати досліджень фізико-хімічних процесів, які протікають при одержанні полікристалічних плівок оксиду цинку окисненням попередників - халькогенідів цинку, електрохімічним осадженням ZNO на електропровідній оксидній (SNO2) підкладці та властивості одержаних плівок. Відсутність співпадаючих найбільш інтенсивних рефлексів селеніду цинку та його оксиду дозволило простежити кінетику топохімічної реакції окиснення: 2ZNSE 3О2 = 2ZNO 2SEO2Розроблено перспективні для практичного використання методики одержання пєзоактивних халькогенідних (на основі твердих розчинів Zn1-XCDXS) та оксидних (на основі ZNO) плівкових структур з розвиненою поверхнею з ефективними низькопольовою електронною емісією та катодолюмінесценцією. В області Е<105 В/см емісія обмежується потенційним барєром на межі з вакуумом і нестабільна через великі флуктуації роботи виходу, що можуть бути спричинені процесами адсорбції - десорбції молекул залишкових газів. При вивченні динаміки топохімічної реакції в процесі окиснення плівок селеніду цинку встановлено, що в процесі окиснення халькогенідних плівок відбувається перетворення сфалеритної гратки халькогенідів у вюрцитну, характерну для оксиду цинку. % стали основою обґрунтування умов і механізму синтезу плівок та квантоворозмірних кристалів оксиду цинку методом піролізу аерозолів водного розчину хлориду цинку. Методом піролізу аерозолів на грані (111) монокристалічного кремнію отримано плівки ZNO, поверхня яких характеризується розвиненою наноструктурою - рівномірно розташованими утвореннями округлої форми із середньою висотою ~ 3 нм і подовжніми розмірами ~50 нм.

Основний Зміст роботиОсновний зміст дисертаційної роботи викладено в таких публікаціях