Диагностика пленок VO2 методами рамановской спектроскопии
Руководители: к. ф.-м. н., с. н.с. , к. т.н., доц.
Место выполнения работы: Институт теоретической и прикладной электродинамики (ИТПЭ) РАН
Диоксид ванадия при температуре 68оС проявляет резкий переход металл-полупроводник, сопровождающийся значительным изменением проводимости (до 105 раз) и оптической прозрачности в ИК - и ТГц-диапазонах, что открывает перспективы его использования в микроэлектронике и оптике. Однако для практического применения необходимо синтезировать пленки VO2 высокого качества, например, в виде эпитаксиальных покрытий на различных подложках. Металлические ленты с буферными слоями могут заменить монокристаллические подложки, так как они позволяют получать высококачественные эпитаксиальные пленки функциональных оксидов в текстурированном виде, обладают высокой гибкостью и низкой стоимостью. Изменение прозрачности при фазовом переходе в VO2 также позволяет использовать его как компонент устройств, работающих с ТГц излучением.
Рамановская спектроскопия - это вид спектроскопии, в основе которой лежит способность исследуемых молекул к неупругому рассеянию монохроматического света. Суть метода заключается в том, что через образец исследуемого вещества пропускают луч с определенной длиной волны, который при контакте с образцом рассеивается. Полученные лучи с помощью линзы собираются в один пучок и пропускаются через светофильтр, отделяющий слабые рамановские лучи от более интенсивных рэлеевских. «Чистые» рамановские лучи усиливаются и направляются на детектор, который фиксирует частоту их колебания. Метод очень эффективен для химического анализа, изучения состава и строения веществ. В результате анализа можно идентифицировать химические компоненты (определять природу вещества) или изучать внутримолекулярные взаимодействия, наблюдая положение и интенсивность полос в спектре.
Целью данной работы является формирование изображения на поверхности пленок диоксида ванадия и их исследование методами рамановской спектроскопии. В ходе работы нанесение пленок VO2 проводили по реакции пирогидролитического разложения гексафторацетилацетоната ванадила в инертной атмосфере. Проведены эксперименты по химическому осаждению из газовой фазы тонких пленок VO2 на монокристаллические подложки сапфира. Проведена характеризация полученных пленочных материалов методами рамановской спектроскопии.
Таким образом, в ходе работы была изучена возможность проведения фотолитографии на поверхности эпитаксиальных пленок VO2. Подобран оптимальный травитель диоксида ванадия – концентрированная азотная кислота. Полученные пленочные материалы были исследованы методами спектроскопии комбинационного рассеяния.
