[PDF]    http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.51109

Open access article / Atviros prieigos straipsnis

Lith. J. Phys. 51, 47–51 (2011)

ELECTRICAL PROPERTIES OF NONSTOICHIOMETRIC In2O3−x THIN FILMS
V. Pyragas, V. Lisauskas, K. Šliužienė, and B. Vengalis
Semiconductor Physics Institute, Center for Physical Sciences and Technology, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: vypy@pfi.lt

Received 22 February 2011; revised 23 March 2011; accepted 23 March 2011

Thin films of indium oxide were grown heteroepitaxially by dc magnetron sputtering onto (110) faces of crystalline yttria-stabillized zirconia. Resistance versus temperature of the films was measured in situ in a wide temperature range during film heating and cooling under various oxygen pressure conditions. Insulator–metal (I–M) phase transition induced in the nonstoichiometric oxide material with oxygen content variation has been indicated. The characteristic activation energy of oxygen diffusion in the material has been estimated by analysing temperature and oxygen content-dependent resistance kinetics.
Keywords: In2O3 films, electroresistivity, magnetron sputtering, oxygen diffusion, insulator–metal transition
PACS: 66.47.Gh, 73.20.Hb

PLONŲJŲ NESTECHIOMETRINIŲ In2O3−x SLUOKSNIŲ ELEKTRINĖS SAVYBĖS
V. Pyragas, V. Lisauskas, K. Šliužienė, B. Vengalis
Fizinių ir technologijos mokslų centro Puslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva
Plonieji indžio oksido (In2O3−x) sluoksniai buvo užauginti nuostoviosios srovės magnetroninio dulkinimo būdu ant itriu stabilizuotų kristalinių cirkonio oksido padėklų. Tirti šių sluoksnių elektrinių savybių pokyčiai, keičiant juose deguonies vakansijų koncentraciją. Deguonies koncentracija sluoksniuose buvo keičiama kaitinant ir vėsinant bandinius, esant įvairiems deguonies slėgiams vakuuminėje kameroje. Sluoksnių elektrinė varža matuota plačiame temperatūrų intervale tiesiogiai kaitinimo metu (in situ). Modeliuojant deguonies difuzijos procesus, lemiančius deguonies atomų pasikeitimą su dujine aplinka, nustatyta deguonies difuzijos aktyvacijos energija In2O3−x sluoksniuose.

References / Nuorodos

[1] C.G. Granqvist, Transparent conductive electrodes for electrochromic devices, Appl. Phys. A 57, 19–24 (1993),
http://dx.doi.org/10.1007/BF00331211
[2] K. Ito and T. Nakazava, n-In2O3/n-InP solar cells, Surf. Sci. 86, 492 (1979),
http://dx.doi.org/10.1016/0039-6028(79)90426-6
[3] C. Xiirouchaki, G. Kiriakidis, T.F. Pedersen, and H. Fritzsche, Photoreduction and oxidation of as-deposited microcrystalline indium oxide, J. Appl. Phys. 79, 9349 (1996),
http://dx.doi.org/10.1063/1.362612
[4] B. Vengalis, V. Lisauskas, V. Pyragas, K. Šliužiene, A. Oginskis, A. Cesnys, J. Santiso, and A. Figueras, Oxygen diffusion in La2/3Ca1/3MnO3 and Sr2FeMoO6 thin films, J. Phys. IV France 11, 209–213 (2001),
http://dx.doi.org/10.1051/jp4:20011134
[5] B. Claflin and H. Fritzsche, The role of oxygen diffusion in photoinduced changes of the electronic and optical properties in amorphous indium oxide, J. Electron. Mater. 25, 1772–1777 (1996),
http://dx.doi.org/10.1007/s11664-996-0034-z
[6] V.D. Kirupavathy, S. Damodare, and N. Lakshminarayan, Optical and electrical investigations of indium oxide thin films prepared by thermal oxidation of indium thin films, J. Appl. Phys. 79, 8521–8530 (1996),
http://dx.doi.org/10.1063/1.362477
[7] V. Lisauskas, B. Vengalis, R. Butkutė, A. Jukna, and V. Pyragas, Influence of postdeposition annealing on properties of epitaxial indium tin oxide films, Lith. J. Phys. 37, 217–221 (1997)
[8] R. Krishnamurthy, Y.-G. Yoon, D.J. Srolovitz, and R. Car, Oxygen diffusion in yttria-stabilized zirconia: A new simulation model, J. Am. Ceram. Soc. 87(10), 1821–1830 (2004),
http://dx.doi.org/10.1111/j.1151-2916.2004.tb06325.x
[9] V. Lisauskas, V. Pyragas, K. Šliužienė, and B. Vengalis, Investigation of oxygen diffusion in epitaxial In2O3⟨\langleSn⟩\rangle films by in situ resistivity measurements, Lith. J. Phys. 42, 47–51 (2002)