ільше 3еВ [5]. Також TCO характеризуються високою рухливістю електронів і хорошими експлуатаційними характеристиками, такими як хімічної і термічної стійкістю і високою механічною зносостійкістю [6]. TCO утворюють метали з електронною конфігурацією (n - 1) d10ns0, основними представниками яких є Zn 2 +, In 3 +, Cd 2 +, Ga 3 +, Tl 3 +, Pb 4 +, Sn 4 +, Sn 2 +, Bi 5 + [7]. Комбінація провідності і прозорості зазвичай неможлива в стехиометрических оксидах; однак, це досягається при порушенні стехіометрічності складу або введенням відповідних допанта.
Характерно, що оксиди з n-типом провідності (наприклад, ЖnП), мають у забороненій зоні донорні рівні. Іони цинку при підвищенні температури диссоциируют і, в результаті з донорного рівня електрон віддається в зону провідності, в междуузлій решітки з'являється звичайний іон Zn 2 + і виникають рухливі електрони [8].
Робота присвячена вивченню електропровідності кераміки на основі оксидів системи CdO-ZnO-SnO 2, тому розглянемо більш докладно основні властивості і характеристики цих простих і утворених ними складних оксидів.
Огляд властивостей простих і складних проводять оксидів
Оксид кадмію (II)
CdO напівпровідник n-типу, з шириною забороненої зони 2,4 - 2,7 еВ, відрізняється від інших TCO поганим коефіцієнтом пропускання у видимій області спектра і зниженим опором [9]. Авторами роботи [10] визначена питома електропровідність плівок CdO 4,2 · 10 Квітня - 83,3 Ом - 1 м - 1 залежно від тиску кисню відповідно 0,04-0,16 Па і виявлено, що вона сильно залежить від парціального тиску кисню в камері. Така поведінка питомої електропровідності може бути пояснено тим, що провідність плівок CdO здійснюється завдяки кисневим вакансіях, існуючим через нестачу кисню щодо стехиометрического кількості. При температурі вище 973К оксид кадмію (II) починає возгоняться, а вище 1173К розкладається на кадмій і кисень.
Оксид цинку (II)
Оксид цинку (II) ZnO є напівпровідником n-типу з шириною забороненої зони 3,2 - 3,43 еВ з кристалічною структурою вюртцита [1]. Оксид цинку (II) при нагріванні змінює колір з білого на жовтий, що зв'язується з зменшенням ширини забороненої зони.
Питома електропровідність, залежно від методу приготування зразків ZnO, змінюється в межах 10 - 15 - 10 березня Ом - 1 м - 1 і, в основному, залежить від ступеня відхилення складу від стехіометрії і стану поверхні ( в результаті адсорбції газів) [11]. Оксид цинку є радіаційностійки матеріалом і не має фазових переходів аж до температур 1100-1200К. Температура плавлення оксиду цинку (II) становить 2258К [12].
Оксид олова (IV)
Оксид олова (IV) є широкозонного (3,6 - 3,97 еВ) напівпровідником n-типу з кристалічною решіткою рутилу, електропровідність SnO 2 є чутливою до стану поверхні в області температур 570 - 770К, в якої на поверхні оксидів спостерігаються окисно-відновні реакції [13]. Температура плавлення оксиду олова (IV) 1903К [12]. Плівки SnO 2 отримані авторами роботи [9] володіють питомою електропровідністю порядку 5 жовтня Ом - 1 м - 1 при кімнатній температурі.
Оксиди CdO і ZnO утворюють з SnO 2 метастаннати і ортостаннати відповідно MSnO 3 і М 2 SnO 4 (де М=Zn 2 +, Cd 2 +), а також цинк-кадмієві ортостаннати (Cd х Zn (2-х) SnO 4), що підтве...
