Badanie właściwości piezoelektrycznych cienkich warstw zn-bi-o cd.

3. TECHNOLOGIA OTRZYMYWANIA WARSTW

Przedmiotem badania są cienkie warstwy Zn-Bi-O otrzymywane metodą rozpylania magnetronowego metalicznych targetów Zn-Bi w magnetronie kołowym MK100. Zasada działania wyrzutni magnetronowej MK100 oparta jest na współdziałaniu pola elektrycznego i magnetycznego. W wyniku oddziaływania pola elektrycznego jonizowany jest gaz roboczy, którego jony bombardują ujemnie spolaryzowany target. Skład i ciśnienie gazu w procesie rozpylania decydują o parametrach plazmy, a przez to o czystości, składzie, rodzaju i strukturze nanoszonych warstw. Transport par materiału rozpylanego w obszarze między podłożem a targetem jest możliwy pod warunkiem odpowiedniego ciśnienia w komorze roboczej.

Warstwy napylano na podłoża miedziane, niklowe i szkło z naniesioną elektrodą pomiarową w postaci przeźroczystej i przewodzącej warstwy ITO (roztwór stały tlenku cyny i indu). Elementem rozpylanym przez wyrzutnię magnetronową jest dysk cynkowo-bizmutowy (target) o średnicy 80 mm. Do rozpylania zastosowano metaliczny target o składzie wagowym Zn : Bi równym 96 : 4. Wszystkie próbki nanoszone były w czasie t = 2h oraz mocy wydzielonej na targecie odpowiednio P1 = 400 W i P2 = 180 W. Warstwy nanoszono w atmosferze tlenu (O2). Zakres stosowanych ciśnień podczas rozpylania zawierał się w granicach pO2 = 1,2–1,5*10^-2 Tr. Podłoże, na które napylano warstwę było umieszczone w odległości d = 80 mm od targetu. Na tak przygotowane próbki Zn-Bi-O naniesiono drugą elektrodę pomiarową ze srebra. Do pomiarów wykorzystano układ pomiarowy opierający się na metodzie zaproponowanej przez Łyszczejkina [9]. Wartości siły F przykładane do próbki wynosiły 0,2354–1,6098 N. Wygenerowany ładunek zmierzono elektrometrem.