Ионика твердого тела. Том 1 - Иванов-Шиц А.К.
ISBN 5-288-02746-3
Скачать (прямая ссылка):
микрофотографиях этих пленок даже при достаточно больших толщинах в 12
мкм ясно видны сквозные, захватывающие всю толщину образца каналы-поры
Для получения беснористых образцов Agl в работе [5] исходный материал
осаждался на под-
45
ложку* нагретую до температуры, превышающей температуру перехода Agl в
высоко проводящую а-фазу При последующем охлаждении подложки (до
комнатной температуры) происходит фазовый переход сопровождающийся
увеличением коэффициента объемного расширения материала на 5,4%, при этом
имеющиеся в пленке поры ^самозалечиваются" Однако для получения
качественных слоев йодистого серебра используются более сложные методы, о
которых будет сказано ниже
Как правило, многие соединения ТЭЛ имеют сложный химический состав, что
зачастую затруд-няст синтез пленок строго стехиометрического состава
Необходимость получения образцов "идеального*' состава диктуется тем, что
при нарушении стехиометрии характер проводимости материалов может
радикально измениться и произойти, например, переход от чисто ионной
проводимости в стехиометрических соединениях к преобладанию электронной
составляющей в образцах нестехиометрического состава Ясно, что изменение
типа подвижных частиц (ионы или электроны) сказывается и на других
важнейших фнзико-химических характеристиках соединений, таких, как
диэлектрическая постоянная, коэффициенты диффузии, термоЭДС и др
Известно, что испарение сложных соединений обычно сопровождается
диссоциацией или ассоциацией составляющих компонентов либо обоими
процессами одновременно В том случае, когда летучести отдельных
компонентов соединений значительно различаются* происходит термическое
разложение Тогда испарение соединений приводит к различию составов пара и
конденсата от состава материала источника Оно еще больше возрастает,
когда атомы пара имеют разные коэффициенты конденсации
Так, пленки серебропроводящего ТЭЛ RbAg^j, полученные методом вакуумного
термического испарения из заранее синтезированного материала, имели
состав, отличный oi состава исходного соединения [6] При термическом
испарении происходит разложение RbAg^ на исходные компоненты, скорость
испарения которых различна В результате на подложке формируется пленка
сложного состава, состоящая из смеси разных соединений
Для осуществления одностадийного режима получения тонкопленочных образцов
RbAgJs было предложено [6, 7] использовать смесь исходных компонентов Agl
и Rbl в качестве испаряемого материала Подобрать оптимальный состав
исходной смеси Agl Rbl удалось, применяя результаты дифференциально-
термического и рентгеноструктурного анализов пленок, созданных при
различных соот-ношениях исходных компонентов Оказалось, что для получения
пленок стехиометрического состава содержание Agl в смеси должно
составлять 85-88 мол % [7]
Фториошые проводники, которые активно изучаются в последние годы, также
могут быть изготовлены в виде тонких слоев Пленки одного из наиболее
высоко проводящих соединений -PbSnF4- создавали термическим испарением в
вакууме заранее синтезированного материала [8] Для изготовления
тонкопленочных образцов СИП на основе фторндных твердых растворов в
системах MF*"-BiF3 (М = Rb, Ag, Pb, Tl) применяли усложненную методику с
использованием двух раздельных испарителей (рис II 4 1) При использовании
такого метода удается варьировать скорости испарения отдельных
компонентов и в конечном итоге получать на подложке слои нужного состава
[9]
Следует указать, что попытки изготовить методом прямого термического
испарения целый ряд СИП оказались неудачными, поэтому было использовано
так называемое дискретное испарение (рис II 4 2) При осуществлении этого
способа для порционной подачи испаряемого материала к испарителю
применяется вибробункер Температура испарителя выбирается такой, чтобы
материал испытывал мгновенное "взрывное'* испарение Тогда уменьшается
вероятность разложения испаряемого материала, что позволяет проводить
напыление длительное время (30-50 мин) и изготовлять пленки толщиной до
10 мкм Описанный метод применялся для получения тонкопленочных образцов
систем Agl- А&,ХО<4 (X = W, V, As, Р, Mo), Agl-Ag^P207 и Rb^ii^G^ [10-12]
Б результате осаждения слоев на нагретую выше 100°С подложку
образовывались кристаллические плекки, имеющие достаточно большую
шероховатость Микрофотографии поверхности пленок Rb^u^IjCln показывают
наличие крупных зерен, достигающих размеров до 15 мкм [12] при толщине
пленки 10 мкм, что делает возможным их использование только в планарном
варианте изготовления функциональных элементов В отличие от
вышеперечисленных систем нанесение испаряемого материала на охлажденную
ниже 10°С подложку приводит к образованию аморфных слоев, примерами могут
служить стеклообразные образцы СИП систем Agl-Ag^MoOi и Agl-AgjO-Вг03
[13] Методом дискретного напыления удалось получить и кристаллические
пленки кислородно иного проводника Се02 [14]
46
Подложка
Испарители
Испаряемый материал
