СИНТЕЗ ЗАМЕЩЕННОГО СУРЬМОЙ ОКСИДА ИНДИЯ–ГАЛЛИЯ–ЦИНКА In6.5–x(Sb1/3Zn2/3)xGa1.5Zn2O14 МЕТОДОМ РАЗЛОЖЕНИЯ НИТРАТНО-ТАРТРАТНОГО ГЕЛЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложен и реализован новый подход к легированию оксида индия–галлия–цинка (IGZO) сурьмой. Материалы получены путем разложения нитратно-тартратного комплекса с использованием винной кислоты в качестве комплексообразователя. Фазовый состав и морфология легированных материалов исследованы методами рентгеновской дифрактометрии, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии. Определены физические параметры легированных оксидов, такие как ширина запрещенной зоны (по данным УФ-спектрофотометрии) и удельное электрическое сопротивление.

Об авторах

Тимофей Александрович Маркин

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет);
Таджикский национальный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: markin.ta@phystech.edu
ORCID iD: 0009-0008-0598-1676
SPIN-код: 3163-2148
Scopus Author ID: 9515790600

Инженер, магистрант

Институтский пер., 9, Долгопрудный, 141701 Россия; пр-т Рудаки, 17, Душанбе, 734025 Таджикистан

Егор Сергеевич Ананников

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: anannikov.es@phystech.edu
Россия, Институтский пер., 9, Долгопрудный, 141701

Глеб Михайлович Зирник

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: zirnik.gm@mipt.ru
Россия, Институтский пер., 9, Долгопрудный, 141701

Иброхими Ашурали Солизода

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет);
Таджикский национальный университет

Email: solizoda.ia@mipt.ru
Институтский пер., 9, Долгопрудный, 141701 Россия; пр-т Рудаки, 17, Душанбе, 734025 Таджикистан

Дарья Петровна Шерстюк

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)

Email: sherstiukd@susu.ru
Россия, пр-т Ленина, 76, Челябинск, 454080

Евгений Николаевич Коробкин

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: korobkin.en@mipt.ru
Россия, Институтский пер., 9, Долгопрудный, 141701

Александр Сергеевич Чернуха

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет);
Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)

Email: chernukha.as@mipt.ru
Россия, Институтский пер., 9, Долгопрудный, 141701; пр-т Ленина, 76, Челябинск, 454080

Даниил Анатольевич Учаев

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)

Email: uchaevda@susu.ru
Россия, пр-т Ленина, 76, Челябинск, 454080

Светлана Александровна Гудкова

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: gudkova.sa@mipt.ru
Россия, Институтский пер., 9, Долгопрудный, 141701

Денис Александрович Винник

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет);
Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет);
Санкт-Петербургский государственный университет

Email: vinnik.da@mipt.ru
Scopus Author ID: 24451310100
ResearcherId: K-1594-2013
Россия, Институтский пер., 9, Долгопрудный, 141701; пр-т Ленина, 76, Челябинск, 454080; Университетская наб., 7-9, Санкт-Петербург, 199034

Список литературы

  1. Kataoka Y., Imai H., Nakata Yu., Daitoh T., Kimura T.M.N., Nakano T., Mizuno Yu., Oketani T., Takahashi M., Tsubuku M., Miyake H., Hirakata T.I.Y., Koyama J., Yamazaki Sh., Koezuka J., Okazaki K. 56.1: Development of IGZO-TFT and Creation of New Devices Using IGZO-TFT // SID Symposium Digest of Technical Papers. 2013. V. 44. No. 1. P. 771–774.
  2. Hsieh H.-H., Lu H.-H., Ting H.-Ch., Chuang Ch.-S., Chen Ch.-Yu, Lin Y. Development of IGZO TFTs and their applications to next-generation flat-panel displays // J. Information Display. 2010. V. 11. No. 4. P. 160–164.
  3. Roy S., Ramakrishnan L.P., Vasudevan R., Chandrasekaran S. A critical review on printed electronics and its application // Nanotechnology. 2025. V. 36. No. 16. P. 162002.
  4. Raghav G.R., Anoop M.S., Jayadevan P.C., Ashok Kumar R., Nagarajan K.J., Muthukrishnan D. Fabrication techniques for printed and wearable electronics / Adv. Flexible Printed Electronics. IOP Publishing, 2023. P. 5–1–5–24.
  5. Khan Y., Thielens A., Muin S., Ting J., Baumbauer C., Arias A.C. A New Frontier of Printed Electronics: Flexible Hybrid Electronics // Adv. Mater. 2020. V. 32. No. 15. P. 1905279.
  6. Nguyen C.K., Low M.X., Zavabeti A., Murdoch B.J., Guo X., Aukarasereenont P., Mazumder A., Dubey A., Jannat A., Rahman Md.A., Chiang K., Truong V.K., Bao L., McConville Ch., Walia S., Daeneke T., Syed N. Atomically Thin Antimony-Doped Indium Oxide Nanosheets for Optoelectronics // Adv. Opt. Mater. 2022. V. 10. No. 20. P. 2200925.
  7. Franco M., Kiazadeh A., Deuermeier J., Lanceros-M ´endez S., Martins R., Carlos E. Inkjet printed IGZO memristors with volatile and non-volatile switching //Sci. Rep. 2024. V. 14. No. 1. P. 7469.
  8. Martins R.A., Carlos E., Deuermeier J., Pereira M.E., Martins R., Fortunato E., Kiazadeh A. Emergent solution based IGZO memristor towards neuromorphic applications // J. Mater. Chem. C. Mater. 2022. V. 10. No. 6. P. 1991–1998.
  9. Pereira M.E., Deuermeier J., Martins R., Barquinha P., Kiazadeh A. Unlocking Neuromorphic Vision: Advancements in IGZO-Based Optoelectronic Memristors with Visible Range Sensitivity // ACS Appl. Electron. Mater. 2024. V. 6. No. 7. P. 5230–5243.
  10. Anannikov E.S., Markin T.A., Solizoda I.A., Zirnik G.M., Uchaev D.A., Chernukha A.S., Gudkova S.A., Vinnik D.A. Synthesis and research of physical and chemical properties of InGaZn2O5 prepared by nitrate-glycolate gel decomposition method // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2024. V. 15. No. 6. P. 806–813.
  11. Olziersky A., Barquinha P., Vila` A., Maga˜na C., Fortunato E., Morante J.R., Martins R. Role of Ga2O3–In2O3–ZnO channel composition on the electrical performance of thin-film transistors // Mater. Chem. Phys. 2011. V. 131. No. 1–2. P. 512–518.
  12. Mohammadian N., Das B.C., Majewski L.A. Low-Voltage IGZO TFTs Using Solution-Deposited OTS-Modified Ta2O5 Dielectric // IEEE Trans. Electron. Devices. 2020. V. 67. No. 4. P. 1625–1631.
  13. Baek J.H., Seol H., Cho K., Yang H., Jeong J.K. Comparative Study of Antimony Doping Effects on the Performance of Solution-Processed ZIO and ZTO Field-Effect Transistors // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 9. No. 12. P. 10904–10913.
  14. Yang T.-T., Kuo D.-H. p-type IGZO by the substitution of antimony with a sol-gel method: Explanation with the aid of defect formation equation // Mater. Today Commun. 2020. V. 24. P. 101059.
  15. Nomura K., Ohta H., Takagi A., Kamiya T., Hirano M., Hosono H. Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphous oxide semiconductors // Nature. 2004. V. 432. No. 7016. P. 488–492.
  16. Saadeddin I., Hilal H.S., Decourt R., Campet G., Pecquenard B. Indium oxide co-doped with tin and zinc: A simple route to highly conducting high density tar-gets for TCO thin-film fabrication // Solid. State Sci. 2012. V. 14. No. 7. P. 914–919.
  17. Wang Ch., Zeng Ch., Ning H., Li F., Liu M., Xu K., Ma F. Enhanced performances of a-IGZO TFTs with oxide passivation layers fabricated by hollow cathode assisted PLD // J. Alloys. Compd. 2023. V. 961. P. 170972.
  18. Chou C.-M., Lai Ch.-Ch., Chang Ch.-W., Wen K.-Sh., Hsiao V.K.S. Radio-frequency oxygen-plasma-enhanced pulsed laser deposition of IGZO films // AIP Adv. 2017. V. 7. No. 7. P. 075309.
  19. Choi I.M., Kim M.J., On N., Song A., Chung K.-B., Jeong H., Jeong K.P., and Jeong J.K. Achieving High Mobility and Excellent Stability in Amorphous In–Ga–Zn–Sn–O Thin-Film Transistors // IEEE Trans. Electron. Devices. 2020. V. 67. No. 3. P. 1014–1020.
  20. Wu G.M., Sahoo A.K., Lin J.Y. Effects of e-beam deposited gate dielectric layers with atmospheric pressure plasma treatment for IGZO thin-film transistors // Surf. Coat. Technol. 2016. V. 306. P. 151–158.
  21. Hsu C.-M., Tzou W.-Ch., Yang Ch.-F., Liou Y.-J. Investigation of the High Mobility IGZO Thin Films by Using Co-Sputtering Method // Materials. 2015. V. 8. No. 5. P. 2769–2781.
  22. Lim J.H., Lee S.M., Kim H.-S., Kim H.Y., Park J., Jung S.-B., Park G.Ch., Kim J., Joo J. Synergistic effect of Indium and Gallium co-doping on growth behavior and physical properties of hydrothermally grown ZnO nanorods // Sci. Rep. 2017. V. 7. No. 1. P. 41992.
  23. Yang T.-T., Kuo D.-H., Tang K.-P. n-type Sn substitution in amorphous IGZO film by sol-gel method: A promoter of hall mobility up to 65 cm2/Vs // J. Non. Cryst. Solids. 2021. V. 553. P. 120503.
  24. Rosa J., Kiazadeh A., Santos L., Deuermeier J., Martins R., Gomes H.L., Fortunato E. Memristors Using Solution-Based IGZO Nanoparticles // ACS Omega. 2017. V. 2. No. 11. P. 8366–8372.
  25. Sun T., Shi L.-Q., Su Ch.-Y., Li W.-H., Lv X.-W., Zhang H.-J., Meng Y.-H., Shi W., Ge Sh.-M., Tseng Ch.-Y., Wang Y.-F., Lo Ch.-Ch., Lien A. 51.1: Amorphous Indium-Gallium-Zinc-Tin-Oxide TFTs with High Mobility and Reliability // SID Symposium Digest of Technical Papers. 2015. V. 46. No. 1. P. 766–768.
  26. Lee K.M., Kim N., Lee J.K., Lee H.J., Kim S.Y., Kim T.G. Mesh-patterned IZO/Hf-doped IGZO thin film transistors with high mobility and mechanical stability for flexible display // Appl. Surf. Sci. 2025. V. 686. P. 162102.
  27. Liu S.-J., Fang H.-W., Hsieh J.H., Juang J.-Y. Physical properties of amorphous Mo-doped In–Ga–Zn–O films grown by magnetron co-sputtering technique // Mater. Res. Bull. 2012. V. 47. No. 6. P. 1568–1571.
  28. Krishnan R., Thirumalai J., Chandramohan R. Room temperature photo-induced, Eu3+-doped IGZO transparent thin films fabricated using sol–gel method // J. Nanostructure Chem. 2013. V. 3. No. 1. P. 42.
  29. Garling J., Assenmacher W., Schmid, H., Long, P., Mader W. Real structure of (Sb1/3Zn2/3)GaO3(ZnO)3, a member of the homologous series ARO3(ZnO) with ordered site occupation // J. Solid. State Chem. 2018. V. 258. P. 809–817.
  30. Zirnik G.M., Markin T.A., Anannikov E.S., Zhidkov N.S., Chernukha A.S., Solizoda I.A., Boleiko G.M., Gudkova S.A., Korostylev E.V., Vinnik D.A. On the Possibility of Synthesizing Polycrystalline Antimony-Doped Indium–Gallium–Zinc Oxide // Rus-sian Metallurgy (Metally). 2025. V. 2025. No. 2. P. 415–420.
  31. Musztyfaga-Staszuk M., Starowicz Z., Panek P., Socha R., Gawlinska-Necek K. The influence of material parameters on optical and electrical properties of indium-tin oxide (ITO) layer // J. Phys. Conf. Ser. 2020. V. 1534. No. 1. P. 012001.
  32. Hensling F.V.E., Xu Ch., Gunkel F., Dittmann R. Unraveling the enhanced Oxygen Vacancy Formation in Complex Oxides during Annealing and Growth // Sci. Rep. 2017. V. 7. No. 1. P. 39953.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).