Вплив допування Bi на оптичні та структурні властивості тонких плівок ZnO: роль енергії Урбаха та механічних напружень
| Автори | С.І. Шулима1, Н.А. Курган1, В.Х. Касіяненко2, 1 , В.Л. Карбівський1, В.В. Стоніс1, Н.О. Зуєва1, О.А. Пузько1, Л.П. Клюєнко1, О.І. Соболєв1 |
| Афіліація |
1Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, 03142 Київ, Україна 2Вінницький національний технічний університет, 21021 Вінниця, Україна |
| Е-mail | kurgan@imp.kiev.ua |
| Випуск | Том 18, Рік 2026, Номер 3 |
| Дати | Одержано 20 лютого 2026; у відредагованій формі 14 червня 2026; опубліковано online 26 червня 2026 |
| Цитування | С.І. Шулима, Н.А. Курган, В.Х. Касіяненко, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 18 № 3, 03010 (2026) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.18(3).03010 |
| PACS Number(s) | 68.55.J –, 68.37.Hk, 07.85.Jy, 52.70.Gw, 52.70.Kz |
| Ключові слова | Тонкі плівки ZnO (3) , Радіочастотне магнетронне розпилення, Оптичні властивості (31) , Структурні властивості (11) , Енергія Урбаха (2) , Механічні напруження (5) . |
| Анотація |
Досліджено вплив концентрації допанта Bi на оптичні та структурні властивості тонких плівок ZnO, синтезованих методом радіочастотного магнетронного осадження, з фокусом на аналіз енергії Урбаха та внутрішніх механічних напружень. Показано, що підвищення концентрації Bi у плівках ZnO супроводжується зростанням механічних напружень, пов’язаних із локальними спотвореннями кристалічної гратки. Ці деформації можуть виникати внаслідок заміщення іонів Zn2+ більшими іонами Bi3+ або утворення вторинної фази Bi2O3, що в обох випадках спричиняє розвиток внутрішніх напружень у плівках. Встановлено, що при незначних концентраціях допанта Bi (до 1.8 ат. %) механічні напруження не впливають на діаметр наностовпчикової структури тонких плівок ZnO, тоді як при значних концентраціях (більше 5 ат. %) спостерігається пригнічення латерального росту наностовпчиків із відповідним зменшенням їх діаметрів. Показано, що енергія Урбаха допованих Bi плівок ZnO істотно перевищує відповідне значення для недопованих зразків, що вказує на розширення хвостів локалізованих станів у забороненій зоні внаслідок допування вісмутом. Хоча макроскопічні механічні напруження впливають на значення енергії Урбаха, її немонотонна залежність від концентрації Bi зумовлена насамперед іншими чинниками – зокрема локальними флуктуаціями електростатичного потенціалу та розорієнтацією наностовпчикової структури. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Гетероструктури CoFe2O4/InSe на основі шаруватих кристалів: електричні та фотоелектричні властивості [03001-1-03001-4]2) Методи управління локальністю резонаторних зондів коаксіального типу у НВЧ сенсориці [03002-1-03002-4]
3) Вплив взаємодії інтенсивного УФ-випромінювання з тонкими плівками NZO [03003-1-03003-7]
4) Дослідження наночастинок оксиду кадмію в умовах затухання акустичних ударних хвиль [03004-1-03004-5]
5) Чисельне дослідження пружно-механічних властивостей металоматричного композиту Al/SiC [03005-1-03005-5]
6) Проєктування та оптимізація компактного 2D фотонно-кристалічного фільтра з ромбоподібною порожниною для оптичного зондування [03006-1-03006-6]
7) Органічний світловипромінювальний пристрій на основі квантової ями з настроюванням за кольором [03007-1-03007-5]
8) Наномодифіковані полімерні композитні бандажні системи для ремонту трубопроводів газо-нафтотранспортного комплексу [03008-1-03008-7]
9) Вплив сильного пустельного пилу на багатохвильові оптичні лінії у вільному просторі: порівняльне дослідження для 850, 1550 та 3800 нм [03009-1-03009-9]
10) Еліпсометрична характеристика наноструктур SiO2/Au/Cr для стабільних ППР-сенсорів [03011-1-03011-5]
11) Сучасні інструменти САПР для одноелектронних нанопристроїв [03012-1-03012-6]
12) Створення мікросмужкового сенсора гігагерцового діапазону для контролю легування напівпровідникових структур [03013-1-03013-5]
13) Вплив матеріалу корпусу на електричні характеристики двозатворного JLFET з піднятим витоком-стоком [03014-1-03014-5]
14) Антена з дефектами заземлення у формі кулі та прямокутника для зв'язку 5G середнього діапазону нижче 6 ГГц [03015-1-03015-5]
15) Проєктування та аналіз антени на основі полібавовняної підкладки для міліметрових хвиль 5G та застосувань WBAN [03016-1-03016-5]
16) Дводіапазонна кругла патч-антена з F-подібними прорізами для бездротових застосувань в S- та C-діапазонах [03017-1-03017-5]
17) Розробка унікальної смугово-частотної селективної поверхні для радіолокаційного застосування [03018-1-03018-5]
18) Компактна Т-подібна кругла патч-антена для застосувань у C-діапазоні [03019-1-03019-5]
19) Частотно-селективна поверхня (FSS) з високою кутовою стабільністю та нечутливими до поляризації характеристиками для широкосмугових застосувань [03020-1-03020-5]
20) Плазмонний зв’язок у димерах наночастинок срібла: 3D-FDTD Моделювання оптичного відгуку, що залежить від відстані [03021-1-03021-5]
21) Аналіз еліптичної патч-антени для супутникового зв’язку C-діапазону [03022-1-03022-4]
22) Розробка та аналіз Т-подібної антени міліметрового діапазону на частоті 47 ГГц у застосунку 6G [03023-1-03023-5]
23) Компактна кругла пелюсткова фрактальна антена з дефектною структурою заземленої площини для радіолокаційних застосувань 5G та X-діапазону в діапазоні менше 6 ГГц [03024-1-03024-4]
24) Оптимізація різних фізичних властивостей перовскітного сонячного елемента на основі CsPbI3 – XBrX (X = 0, 1) [03025-1-03025-4]
25) Компактна дводіапазонна патч-антена у формі квітки з прямокутним DGS для застосувань WLAN/WiMAX [03026-1-03026-4]
26) Проєктування та оптимізація MIMO-антени з рослинною структурою для передових бездротових систем Wi-Fi 6E [03027-1-03027-5]
27) Полімерні нанокомпозитні плівки, леговані п’єзоелектричними наночастинками оксидів металів [03028-1-03028-6]
28) Електронна енергетична структура GaAs легованого Sc [03029-1-03029-7]
29) Оптична антена-резонатор на основі металевої витягнутої сфероїдальної наночастинки [03030-1-03030-8]
30) InN-діоди Ганна субміліметрового діапазону з варізонним GaInN-інжектором [03031-1-03031-10]
31) Дослідження структурних та оптичних властивостей тонких плівок Er2O3, вирощених методом спрей-піролізу з нітрату ербію [03032-1-03032-7]
32) Оцінка дії мікроорганізмів на епоксидні нанокомпозити для обладнання газо-нафтотранспортного комплексу [03033-1-03033-7]
33) Регламент формування зони теплового впливу підземного теплообмінника як фактора екологічного ризику для ґрунтового середовища [03034-1-03034-7]
34) Моделювання феромагнетизму кімнатної температури в гідрованому колегованому ZnO за раціональною функцією [03035-1-03035-4]
35) Чотириелементна MIMO-антена з рознесенням діаграм спрямованості та покращеною ізоляцією для міліметрових хвиль 5G [03036-1-03036-7]
36) Високоякісні тонкі плівки Co3S4 з електропровідністю, отримані методом розпилювального піролізу [03037-1-03037-6]
