Структура и свойства прозрачных проводящих слоев на основе оксида цинка, полученных методом магнетронного распыления нестехиометричных мишеней

Цель: установление характера влияния состава и стехиометрии распыляемых мишеней, а также условий синтеза на процессы формирования, структуру и свойства прозрачных проводящих слоев на основе оксида цинка; разработка новых материалов и технологий для низкотемпературного магнетронного синтеза прозрачных проводящих слоев на основе оксида цинка в условиях, близких к равновесным. Установлено, что процесс низкотемпературного спекания керамики ZnO обусловлен термодесорбцией кислорода с поверхности частиц при температуре выше 200°С и формированием на межзеренных границах легкоплавкой фазы ZnO₁₋ₓ, обеспечивающей увеличение скорости диффузии компонентов. Методом механохимической активации порошковых смесей ZnO - Zn в инертной атмосфере получены наностуктурированные композитные частицы, состоящие из кристаллического ядра ZnO с характерными размерами 15 - 20 нм и аморфной цинковой оболочки. Установлено, что увеличение содержания цинка в составе потока реагентов при температуре Tп ≥ 200°С увеличивает длину миграции осаждаемых атомов на поверхности роста и способствует улучшению кристаллической структуры и электрической проводимости слоев. Разработаны качественная модель роста слоев в условиях избыточного содержания цинка в составе потока реагентов, новый класс композитных мишеней для магнетронного синтеза однородных слоев из потоков реагентов с заданным соотношением Zn/O₂. Разработаны и запатентованы в России и за рубежом новые материалы и технологии синтеза мишеней и прозрачных проводящих слоев на основе оксида цинка. Предложены и внедрены в производство на предприятии ОАО «Полема» (г. Тула, УК «Промышленно-металлургический холдинг») патентно-чистые технологии синтеза керамических мишеней ТСО (transparent conductive oxide) на основе оксида цинка для магнетронного формирования прозрачных электродов систем отображения информации и преобразователей солнечной энергии. Разработаны и запатентованы технологии синтеза композитных металлокерамических мишеней на основе оксида цинка. Наноцентром «Дубна» совместно с Центром трансфера технологий РАН и РОСНАНО учреждено предприятие ООО «Таргет Лабс» по производству композитных трубчатых мишеней для магнетронного формирования низкоэмиссионых покрытий архитектурного стекла.