МАХАЧКАЛА, 11 апреля – РИА «Дагестан». Ученые физико-технического факультета ДГУ разработали уникальную технологию создания сверхтонких пленок оксида цинка (ZnO) с идеальной вертикальной структурой кристаллитов, сообщает пресс-служба вуза.
Для области пьезоэлектроники это особенно важно: именно такая структура позволяет максимально эффективно преобразовывать механические колебания в электрический сигнал и наоборот.
Им удалось добиться «нулевого отклонения» кристаллов, что ранее считалось практически невозможным при использовании стандартных подложек.
«Именно такой вариант структуры является идеальным для пьезоэлектронных приложений. Кроме того, при оптимальных условиях авторы получили очень высокое структурное совершенство пленок и показали возможность их роста с высокой скоростью без потери качества.
Особая ценность работы в том, что исследователи не просто улучшили один из технологических режимов, а выявили физическую причину, которая определяет результат. Установлена прямая связь между положением подложки в магнетронной системе и особенностями кристаллохимического строения самого оксида цинка», – отметили в вузе.
Исследователи обнаружили ранее недооцененный фактор: решающую роль сыграл электрический заряд из плазмы. Иными словами, дело не только в температуре, давлении газа или мощности разряда, как обычно рассматривается в подобных технологиях, но и в том, какой величины заряд (плавающий потенциал) приобретает подложка в плазме и как этот фактор взаимодействует с полярной вюрцитной структурой ZnO. Именно этот механизм, как показано в статье, позволяет стабилизировать рост кристаллитов в нужной ориентации.
Оксид цинка – материал, который изучают уже многие десятилетия. И интерес к нему вовсе не случаен. Это прозрачный, сравнительно недорогой, нетоксичный полупроводник с ценным набором свойств: он хорошо работает в пьезоэлектронных и акустооптических устройствах, устойчив к радиации, совместим с тонкопленочными технологиями.
Именно поэтому ZnO рассматривается как один из наиболее перспективных материалов для высокочастотных фильтров и резонаторов, датчиков, сенсоров, элементов беспроводной связи, а также акустооптических модуляторов и дефлекторов, управляющих лазерным излучением. Такие устройства востребованы, в частности, в телекоммуникациях, системах 5G и 6G, сенсорике, микроэлектромеханических системах и фотонике.
Результаты работы опубликованы в авторитетном международном научном журнале Thin Solid Films. Авторы – Абубакар Исмаилов, Магомед Умаханов, Муртазали Рабаданов и Муртузали Рабаданов.