Исследование механизмов формирования, структуры, электрофизических и оптических свойств дисперсных, объемных и тонкопленочных материалов с нанокристаллической структурой на основе многокомпонентных композиций широкозонных оксидов

Объектом исследований являются тонкопленочные оксидные материалы и многослойные структуры на их основе, формируемые методами магнетронного распыления. Цель работы – разработка новых перспективных функциональных материалов для таких областей применения, как оптоэлектроника, фотоника, сенсорика и энергетика. Для достижения поставленной цели применен комплексный вертикально-интегрированный подход, включающий в себя как изучение особенностей и условий синтеза объемных и тонкопленочных материалов на основе широкозонных оксидов, в том числе на основе их многокомпонентных композиций, так и разработку патентно-чистых образцов оборудования для синтеза функциональных тонкопленочных материалов, а также оптимизацию технологий формирования тонких пленок с целью улучшения их структуры и функциональных характеристик. Проанализировано современное состояние исследований, связанных с поиском новых материалов и технологических решений для решения задачи низкотемпературного формирования функциональных слоев электроники на основе широкозонных оксидных материалов. Изучено влияние нестехиометрии распыляемой мишени на структуру и функциональные свойства прозрачных проводящих пленок на основе ZnO, а также на основе многокомпонентной композиции широкозонных оксидов индия, галлия, цинка и олова. В рамках решения задачи низкотемпературного формирования прозрачных электродов, в том числе на гибких полимерных подложках, предложен новый материал на основе бинарной оксидной системы ZnO-In2O3, который по своим функциональным характеристикам может рассматриваться в качестве реальной альтернативы широко используемому в настоящее время дорогостоящему материалу на основе ITO. Разработана и запатентована полезная модель пресс-формы для горячего прессования, обеспечивающая увеличение энергетической эффективности процесса спекания и повышении однородности плотности и структуры спекаемых прямоугольных планарных мишеней большой площади.