Přejít k obsahu


Controlled Reactive HiPIMS – Effective Technique for Low-temperature (300 °C) Synthesis of VO2 Films with Semiconductor-to-metal Transition

Citace:
KOLENATÝ, D., VLČEK, J., KOZÁK, T., HOUŠKA, J., ČERSTVÝ, R. Controlled Reactive HiPIMS – Effective Technique for Low-temperature (300 °C) Synthesis of VO2 Films with Semiconductor-to-metal Transition. Plzeň, 2017.
Druh: PŘEDNÁŠKA, POSTER
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Controlled Reactive HiPIMS – Effective Technique for Low-temperature (300 °C) Synthesis of VO2 Films with Semiconductor-to-metal Transition
Rok vydání: 2017
Autoři: Ing. David Kolenatý , Prof. RNDr. Jaroslav Vlček CSc. , Ing. Tomáš Kozák Ph.D. , Doc. Ing. Jiří Houška Ph.D. , Ing. Radomír Čerstvý
Abstrakt CZ: Reaktivní HiPIMS se zpětnovazebným pulzním řízením reaktivního plynu a optimalizovaným umístěním přívodu reaktivního plynu před terč a jeho orientací směrem k substrátu bylo použito k nízkoteplotní (300 °C) depozici VO2 vrstev s výrazným fázovým přechodem polovodič-kov na konvenčních sodnovápenatých skleněných substrátech bez předpětí a bez epitaxní mezivrstvy. Pro depozici byl použit planární vanadiový terč (průměr 50,8 mm) a směs plynů argonu a kyslíku při tlaku argonu 1 Pa. Výkonová hustota na terč přes celou depozici byla přibližně 13 W/cm^2, kde střída byla držena na konstantní hodnotě 1 % a hodnota maximální výkonové hustoty v pulzu dosahovala až 5 kW/cm^2 během napěťových pulzů o délce trvání 40 µs to 100 µs. Vysoká modulace transmitance pro vlnovou délku 2500 nm (mezi 51 % a 8 % při tloušťce vrstvy 88 nm) a elektrické rezistivity (změna 350 krát) při přechodové teplotě 56–57 °C bylo dosaženo u VO2 vrstev připravených pomocí 50 µs dlouhých napěťových pulzů, kde krystalizace termochromické fáze byla podpořena vysokoenergetickými ionty (až 50 eV vůči potenciálu země). Jsou prezentovány principy této efektivní nízkoteplotní depoziční techniky s vysokým aplikačním potenciálem.
Abstrakt EN: Reactive high-power impulse magnetron sputtering (HiPIMS) with a pulsed O2 flow control and to-substrate O2 injection into a high-density plasma in front of the sputtered vanadium target was used for low-temperature (300 °C) deposition of VO2 films with a pronounced semiconductor-to-metal transition onto conventional soda-lime glass substrates without any substrate bias voltage and without any interlayer. The depositions were performed using an unbalanced magnetron with a planar target of 50.8 mm diameter in argon-oxygen gas mixtures at the argon pressure of 1 Pa. The deposition-averaged target power density was close to 13 W/cm^2 at a fixed duty cycle of 1% with a peak target power density up to 5 kW/cm^2 during voltage pulses ranged from 40 µs to 100 µs. A high modulation of the transmittance at 2500 nm (between 51% and 8% at the film thickness of 88 nm) and the electrical resistivity (changed 350 times) at the transition temperature of 56–57 °C was achieved for the VO2 films synthesized using 50 µs voltage pulses when the crystallization of the thermochromic phase (VO2(R) during the deposition and VO2(M1) at the room temperature) was supported by the high-energy (up to 50 eV relative to ground potential) ions. Principles of this effective low-temperature deposition technique with a high application potential are presented.
Klíčová slova

Zpět

Patička