Оптические и фотоэлектрические свойства и окрашивание в тонких пленках оксида вольфрама

Было показано, что тонкие пленки WO3, нанесенные на кварцевые подложки при комнатной температуре имеют аморфную структуру. Были измерены спектры оптического поглощения аморфных и кристаллических пленок в диапазоне температур от 110° до 500°K. Фундаментальный край полосы поглощения аморфной пленки находится при 3800 Å, который при кристаллизации пленки перемещается к 4500 Å. В высокоэнергетической области края поглощения имеются несколько пиков поглощения в обоих типах пленки. Зависимость частоты от коэффициента поглощения, при частоте ниже 104 см-1 описана выражением вида K(ν, T) = K0exp[-(β/kT) (E0-hν)], а выше 104 см-1 она переходит к закону квадратичной зависимости. Был найден температурный коэффициент связи краев — 5,0*10-4 еВ/°K и была оценена ширина запрещенной зоны при 0°K — 3,65 и 3,27 еВ для аморфных и кристаллических пленок, соответственно.

Была измерена удельная электропроводность тонкой пленки в диапазоне температур 298-573°K, и была найдена энергия активации 1,04 еВ. Облучение в пределах фундаментального края поглощения вызывает фотоэлектрическую проводимость. Пороговые длины волны для фотоэлектрической проводимости наблюдались при 3250 и 5500 Å для аморфных и кристаллических пленок, соответственно.

Был зафиксирован широкий диапазон центров окраски, имеющий максимум при 9100 Å и хвост в 1,6 мкм, при облучении аморфной пленки с длинами волны короче чем 3500 Å, а также при воздействии электрического поля ~ 104 В/см. Таким образом сформированные центры окраски проявляют небольшое обесцвечивание под действием света. Однако, это обесцвечивание термическое и проявляется в присутствии окислительной среды. Формирование центров окраски связано с увеличенной удельной электропроводностью пленки. Никакое окрашивание не наблюдается в полностью окисленных образцах WO3. Была предложена диаграмма энергетических зон, чтобы объяснить оптические и электрические свойства так же как и формирование центров окраски в пленках WO3.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector