Введение
1. Обзор литературы 11
1.1. Физико-химические свойства ZNO 11
1.1.1. Фазовая диаграмма системы Zn – O 11
1.1.2. Кристаллическая структура ZnO 13
1.1.3. Точечные дефекты в оксиде цинка 15
1.1.4. Структура поверхности 21
1.1.5. Кислотно-основные свойства поверхности 25
1.1.6. Электрофизические свойства 33
1.1.7. Оптические свойства 37
1.2. Допирование оксида цинка 40
1.2.1. Фазовые диаграммы систем M – Zn – O (M = Ga, In) 40
1.2.1.1. Система ZnO – GaOx 41
1.2.1.2. Система ZnO – InOx 42
1.2.1.3. Система ZnO – Ga2O3 – In2O3 43
1.2.2. Влияние M3+ (M = Ga, In) на свойства ZnO 45
1.2.2.1. Примесные точечные дефекты M3+ в структуре ZnO 45
1.2.2.2. Границы тврдых растворов галлия и индия в ZnO 48
1.2.2.3. Влияние галлия и индия на кислотно-основные свойства поверхности 55
1.2.2.4. Влияние M3+ на электрофизические свойства ZnO 57
1.2.2.5. Влияние M3+ на оптические свойства 61
1.2.2.6. Совместное введение Ga3+ и In3+ в структуру ZnO 65
2. Экспериментальная часть 67
2.1. Синтез материалов на основе zno 67
2.1.1. Нанокристаллические порошки 67
2.1.2. Тонкие плнки 70
2.2. Методы исследования 72
Рентгеновская дифракция 72
Термогравиметрия и дифференциальный термический анализ
Электронная микроскопия 73
Масс-спектрометрия и эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной
плазмой 73
Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса 75
ИК-Фурье спектроскопия поглощения 75
Атомно-силовая микроскопия 75
Низкотемпературная адсорбция азота 76
Термопрограммируемая десорбция аммиака 76 Профилометрия 76
Электрофизические свойства 77
Нанокристаллические порошки 77
Тонкие плнки 78
Оптические свойства 79
3. Результаты и их обсуждение 80
3.1. Определение условий получения материалов 80
3.1.1. Нанокристаллические порошки 80
3.1.2. Тонкие плнки 84
3.2. Катионный состав 85
3.2.1. Катионный состав нанокристаллических порошков 85
3.2.2. Катионный состав тонких плнок 86
3.3. Фазовый состав 93
3.3.1. Фазовый состав нанокристаллических порошков ZnO(M) 93
3.3.2. Анализ растворимости Ga и In в нанокристаллических порошках ZnO(M) 95
3.3.3. Фазовый состав тонких плнок ZnO(M) 99
3.4. Микроструктура 100
3.4.1. Микроструктура нанокристаллических порошков ZnO(M) 100
3.4.2. Микроструктура тонких плнок ZnO(M)
3.5. Кислотные свойства поверхности нанокристаллических порошков zno(m) 112
3.6. Парамагнитные центры в нанокристаллическом ZNO(GA) 119
3.7. Электрофизические свойства
3.7.1. Электрофизические свойства нанокристаллических порошков ZnO(M) 122
3.7.2. Электрофизические свойства плнок ZnO(M) 130
3.8. Оптические свойства 136
3.8.1. Оптические свойства нанокристаллических порошков ZnO(M) 136
3.8.2. Оптические свойства тонких плнок ZnO(M) 138
3.9. Взаимодействие нанокристаллических порошков с газовой фазой 143
3.9.1. Взаимодействие с кислородом 143
3.9.2. Взаимодействие с диоксидом азота 148
3.9.3. Взаимодействие с сероводородом 154
3.9.4. Взаимодействие с аммиаком
4. Заключение 165
5. Выводы 167
6. Список литературы
