Диссертация (1150285), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Для этого подложка вращалась под 15º углом по отношениюк направлению распространения потока плазмы.В качестве подложки использовались покровные стекла размером24х24х0,17 мм3, что облегчало проведение РФА самих многослойныхпленок.Дляпроведенияисследованийпроводимостиплёнок(GeSe2)x(Sb2Se3)y(AgI)z на покровные стекла предварительно были напылены44медные контакты толщиной 100-200 нм с помощью установки длявакуумного напыления Q-150T ES.Толщина напыленных пленок составляла порядка 1 мкм, толщинакаждого слоя от 10 нм до 30нм.Пленки напылялись на подложки изоксидного стекла, находящиеся при комнатной температуре. Расстояние отмишени до подложки 35 мм.Для контроля толщины отдельных слоев в многослойной пленкепоступали следующим образом.
Сначала напылялась толстая пленкавещества (например AgI). Ее толщина определялась интерферометрическимметодом. Толщину пленки делили на число импульсов лазера дляпоследующего расчета числа импульсов, необходимого для напыления слоянужнойтолщины.Передкаждымнапылениемприпомощифотоэкспонометра «Фотон-1» измерялась мощность лазерного излучения,которая составляет Е = 15±0,75 мДж. Указанная мощность поддерживаласьпостоянной.В качестве мишеней использовались прессованные таблетки AgI ислитки стекла разработанного состава [102]. Синтез стекол производился ввакуумированных запаянных кварцевых ампулах из элементарных веществGe, Se, Sb марки о.с.ч.
и предварительно синтезированного AgI. Основныесвойства стекла приведены в таблице 2-2, где Tg – температура размягчениястекла, Tcr – температура его кристаллизации, Tm – температура плавлениязакристаллизовавшегося стекла,Еσ– энергия активации проводимостистекла.45ТаблицаОсновные2-2.свойствастекласостава(GeSe2)30(Sb2Se3)30(AgI)40.Состав стекла, mol %GeSe2Sb2Se3AgI303040Tg, °CTcr, °C Tcr – Tg, °C Tm,°C195±1371±1176±2Еσ, эВ408±1 0.42±0.04Полученные пленки стекол исследовались различными методами.Методыисследованияполучаемых образцов2.2.структурыисвойствРентгеновская дифрактометрияИзмерения рентгеновских спектров были выполнены на базеоборудованияресурсногоцентра«Рентгенодифракционныеметодыисследования» с использованием настольного порошкового дифрактометраBruker «D2 Phaser».
Основные технические характеристики прибора:Материал анода: стандартная отпаянная рентгеновская трубка CoKα;Размер фокуса: 0.4 x 12 мм;Номинальный режим работы источника рентгеновского излучения: 30 кВ/10 мА;Диапазон углов сканирования 2θ: от -3 до 160°;Минимальный шаг сканирования: 0.01°;Детектор отраженных рентгеновских лучей: твердотельный позиционночувствительный детектор LYNXEYE:эффективность регистрации рентгеновского Cu-K(aльфа)- излучения: неменее 98%- рентгенофазовый анализ порошка стекла и пленок толщиной 1 мкм,до и после отжига, проводился на порошковом дифрактометре Bruker «D246Phaser» с медным анодом в диапазоне углов 1090.
Размер фокуса - 0.4 x 12мм. Шаг съемки составил 0.1. Эффективность регистрации рентгеновскогоизлучения не менее 98%. Используемый пакет программ обработкидифракционных данных - DIFFRAC.SUITE.ТерморентгенографияТемпературная зависимость фазового состава пленок толщиной 1 мкмизучалась с помощью исследовательского комплекса на базе дифрактометраRigaku«MiniFlex II» «Ultima IV» с медным анодом в диапазоне углов 10-90.Размер фокуса - 0.4 x 12 мм. Шаг съемки составил 0.1°. Эффективностьрегистрации рентгеновского излучения не менее 98%.
Используемый пакетпрограмм обработки дифракционных данных –PDXL. Температураизменялась от комнатной до 200 оС и обратно до 30 оС. Дифрактограммыснимались через каждые 10 градусов.Сканирующая электронная микроскопия и EDX-анализИзмерения проводились на электронном микроскопе Zeiss Supra 40VPс использованием оборудования межфакультетского ресурсного центраСПбГУ по направлению «Нанотехнологии».
Zeiss Supra 40VP - сканирующийэлектронный микроскоп (СЭМ) с полевым (Field Emission) катодом,колоннойэлектроннойоптикиGEMINIиполностьюбезмасляннойвакуумной системой с режимом работы на низком вакууме (VP).Аналитические возможности микроскопа представлены дополнительнойприставкой для рентгеновского микроанализа Oxford Instruments INCAx-act.Электронно-микроскопическое исследование и EDX – анализ проводились набазе ресурсного центра «Нанотехнологи» с использованием СЭМ Hitachi S3400N с аналитическими приставками для количественного энергодисперсионного микроанализа EDX - AzTec Energy 350 и на оборудованииобразовательного ресурсного центра микроскопии и микроанализа с47привлечениемнастольногорастровогоэлектронногомикроскопа-микроанализатор HITAСHI TM 3000 с режимом низкого вакуума, чтопозволяетисследоватьнапыления.Приборнепроводящиеоснащенобразцыприставкойбезпредварительногоэнергодисперсионногомикроанализа OXFORD.Дляисследованийкачестваполученныхплёнок(GeSe2)30(Sb2Se3)30(AgI)40, были сделаны снимки поверхности и скола плёнкина сканирующем электронном микроскопе Zeiss Merlin при ускоряющемнапряжение 10 кВ и токе пучка 1нАДляподтверждениятого,чтонапылённыеслоистыеплёнкисоответствуют по составу исходной мишени, были проведены исследованияметодом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии с помощьюсистемы Oxford Instruments INCAx-act(приставка к электронному микроскопуZeiss Merlin).
Данный спектрометр, благодаря пакету INCASynergy,совмещённый с системой регистрации и анализа дифракции обратнорассеянных электронов (EBSD) Oxford Instruments CHANNEL5, позволяетодновременноисследоватьраспределениеэлементногосоставаикристаллических фаз в приповерхностной области образца. Спектральноеразрешение прибора – 126 эВ, чувствительность к концентрации – 0,1%.Дифференциально-термический анализДифференциально-термическийпроводилсянаприбореанализ«Термоскан-1».исследуемыхУправлениеобразцовприбором,температурным режимом, сбором данных и их обработкой осуществляется спомощью специальной программы “Thermoscan”Изменение теплосодержания вещества при изменении температурыопределялось на основе измерения разницы температур в исследуемомобразце и в эталоне (Al2O3), в котором в интервале температур 25-900С, непроисходит превращений.
Измерение осуществлялось при помощи двух48термопар,подключенныхкрегистрирующемуприборуподифференциальной схеме.Исследование осуществлялось в температурном диапазоне 25–600Спри нагревании с постоянной скоростью 10 град/мин, погрешностьопределения температуры составляла ±1 С.
Температура размягченияопределялась как температура излома на кривой ДТА. Температурыкристаллизации и плавления определялись по температурам началасоответствующих тепловых эффектов.Образцы для дифференциально-термического анализа брались в видепорошков и запаивались в вакуумированные ампулы. Сосуды для образцовобъемом 0.5 см3 были изготовлены из тонкостенной кварцевой трубки.Спектроскопия поглощенияСпектры оптических потерь и рассеяния коллоидных растворов вобласти 350 до 750 нм измеряли на приборе Спектрофотометр Perkin ElmerLambda 1050 с шагом измерения 1нм.Спектры комбинационного рассеяния объемных образцов и пленокхалькогенидного стекла измеряли на приборах Horiba T64000 и BrukerSenterra через 0,5 см-1.
Исследуемые образцы помещались на предметныйстолик микроскопа Olimpus 50X. Длина волны возбуждающего светасоставляла488нм. Количество сканирований – 100, спектральная область 804500см-1.Спектроскопия люминесценцииСпектры фотолюминесценции регистрировались на спектрометреСДЛ-1 при T = 77 K при возбуждении излучением азотного лазера (λ =337нм).
Использовались монохроматор МДР-204-2 фирмы ”Ломофотоника“Для выявления специфических особенностей ФЛ плёнок спектры ФЛсравнивали со спектрами порошков.49Импедансная спектроскопияПроводимость объемных и пленочных образцов стекол былаисследована методом импедансной спектроскопии на установке NovocontrolConcept 40 (Novocontrol Technologies) в диапазоне частот от 1 до 10 7 Гц.Установка состоит из частотного анализатора импеданса ALPHA-А,измерительной ячейки, системы термостатирования Quatro Cryosystem исосуда Дьюара с системой испарения и подачи газообразного азота.Технический пакет лицензионного программного обеспечения (программыWinDETA, WinFIT), позволяет проводить измерения и сбор данных вавтоматическом режиме, а также последующую обработку результатовэксперимента.Температурная программа - нагревы по 5 К/мин, выдержка длятермостабилизации перед измерением - 1 минута, точность удержаниятемпературы - 0,5 К. Погрешность измерений на данных приборах непревышает 0,05%.Измерения электрических свойств пленок AgI и композитов на ихоснове проводились в двух диапазонах частот.
Для измерений на высокихчастотах, от 106 до 3*109, была использован спектрометр NOVOCONTROLBDS.503. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХОБСУЖДЕНИЕ3.1.Постановка задачи исследованияВ литературном обзоре показано, что одним из основных направленийразработкисуперионныхтвердыхэлектролитовявляетсясозданиенанокомпозитных материалов. Обычно, они представляют собой смесьнанодисперсных порошков. Однако морфология таких композитов неявляется оптимальной для получения сквозной проводимости. Весь объемвысокопроводящего компонента и, что важнее, межфазных границ, внанокомпозитебудетучаствоватьнанокомпозитимеетслоистуювсквознойструктуру.проводимости,Нанослоистыееслитвердыеэлектролиты являются удобными объектами и для изучения влияниямежфазных взаимодействий на ионную проводимость.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
