Wyniki 1-10 spośród 26 dla zapytania: authorDesc:"Michał MAZUR"

Wpływ nanokrystalicznej struktury na właściwości cienkich warstw TiO2


  Tlenki metali stanowią ważną grupę materiałów, które stosowane są w nowoczesnych technologiach [1-3]. Są one powszechnie używane zarówno w elektronice, jak i fotonice ze względu na ich właściwości np. szeroki zakres dostępnych rezystywności (od małej np. warstwy SnO2 do dużej np. HfO2), możliwość uzyskania dużej stałej dielektrycznej czy dobrej przezroczystości dla światła [1,4,5]. W ostatniej dekadzie dużym zainteresowaniem cieszą się materiały nanokrystaliczne, czyli takie, których strukturę tworzą krystality o wymiarach mniejszych od 100 nm [1, 6, 7]. Istnieje też wiele doniesień na temat możliwości uzyskania specyficznych właściwości, które są bardzo pożądane ze względu na zastosowania, gdy rozmiary krystalitów są mniejsze niż 30 nm [1, 4, 8-10]. Takie nowe materiały mogą występować w postaci warstw, czy też proszków [1]. Cienkie warstwy znajdują najczęściej zastosowanie, w celu poprawy określonych właściwości powierzchni materiału litego, na które są nałożone, np. zwiększenia odporności na korozję, twardości, odporności na ścieranie, zwiększenia aktywności fotokatalitycznej, czy otrzymania właściwości dekoracyjnych [1, 7, 11 -13]. Dużym zainteresowaniem cieszą się cienkie warstwy dwutlenku tytanu (TiO2), co wynika z ich unikatowych właściwości, które decydują o możliwości ich szerokiego zastosowania. TiO2 jest materiałem neutralnym dla środowiska, odpornym chemicznie, termicznie oraz mechanicznie, wykazuje bardzo dobrą przezroczystość dla światła w zakresie spektralnym od około 320 nm do około 6000 nm oraz wysoką rezystywność w temperaturze pokojowej [1, 14]. Właściwości fizykochemiczne nanokrystalicznych warstw dwutlenku tytanu zależą od jego struktury krystalograficznej [1, 15, 16]. TiO2 może krystalizować w trzech polimorficznych odmianach: romboedrycznej brukitu, tetragonalnej anatazu oraz tetragonalnej rutylu [1, 17]. Forma brukitu jest niestabilna termicznie i jej wykorzystanie w technologii jest znikome. Anataz n[...]

Wpływ wysokotemperaturowego wygrzewania na właściwości cienkich warstw TiO2 wytworzonych metodą rozpylania magnetronowego DOI:10.15199/13.2018.7.3


  Powłoki cienkowarstwowe od wielu lat są powszechnie stosowane w różnych dziedzinach nauki i przemysłu. Dużym zainteresowaniem cieszą się zwłaszcza warstwy na bazie tlenków metali takich jak np. dwutlenek tytanu (TiO2), ponieważ znajdują one zastosowanie m.in. w konstrukcji przezroczystych powłok optycznych o właściwościach fotokatalitycznych [1-3]. W zależności od właściwości optycznych powłoki te mogą pełnić różne funkcje. Aczkolwiek należy podkreślić, że obecnie najbardziej pożądane są cienkowarstwowe materiały wielofunkcyjne [4, 5]. Ostatnio coraz bardziej pożądane są dobre właściwości mechaniczne przezroczystych powłok optycznych z uwagi na obszar ich zastosowania, jakim są m.in.: panele dotykowe urządzeń elektronicznych, soczewki optyczne, a także panele szklane. W szczególności, zwłaszcza twardość oraz odporność na ścieranie są parametrami, które zaczynają decydować o możliwości zastosowania danego materiału cienkowarstwowego. W przypadku cienkich warstw, a zwłaszcza powłok optycznych jest to dość słabo poznana właściwość [6]. O ile w literaturze przedmiotu można znaleźć wiele doniesień na temat materiałów twardych i tzw. supertwardych [7], to jednak w zdecydowanej większości dotyczą one tylko tych, które są stosowane jako powłoki przeciwzużyciowe na różnego rodzaju narzędzia. Warstwy te są jednak nieprzezroczyste lub słabo przezroczyste w zakresie światła widzialnego dla oka ludzkiego. W przypadku powłok optycznych jednym z najczęściej stosowanych materiałów jest dwutlenek tytanu. Materiał ten posiada szereg zalet takich jak np. duża przezroczystość, duża odporność termiczna, chemiczna i mechaniczna, czy też aktywność fotokatalityczna. TiO2 charakteryzuje się także dużym współczynnikiem załamania światła (n = 2,2÷2,6), co jest szczególnie istotne w przypadku projektowania wielowarstwowych powłok optycznych. Twardość typowych warstw na bazie TiO2 zawiera się w przedziale od 3 do około 12 GPa [8, 9]. Tak duża rozpięto[...]

Analiza właściwości antystatycznych mieszanin tlenków Hf oraz Ti o małej zawartości tytanu DOI:10.15199/13.2018.7.6


  Antystatyczność jest jedną z istotnych właściwości materiałów. Określa zdolność do rozpraszania ładunku elektrycznego zgromadzonego na powierzchni materiału. Materiały określane mianem antystatycznych nie gromadzą nadmiarowego ładunku elektrycznego na swojej powierzchni, a więc takiego, który pochodzi z zewnętrznych źródeł jak np. elektryzowanie przez pocieranie czy też z wyładowania koronowego. Gromadzenie ładunku może powodować powstawanie wyładowania elektrostatycznego ESD (ang. Electrostatic Discharge). Wyładowanie to zazwyczaj skutkuje uszkodzeniem elementów elektronicznych ze względu na powstawanie przebić elektrycznych. Jeśli ESD powstanie w obszarze występowania pyłów lub gazów łatwopalnych może spowodować wybuch, a więc również stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia człowieka. Na powierzchni materiałów antystatycznych zmniejszone jest osiadanie różnego rodzaju cząsteczek w postaci np. drobin kurzu czy też pyłów. Ma to istotne znaczenie między innymi w fotowoltaice, gdzie zakurzenie powierzchni ogniw znacząco wpływa na sprawność konwersji energii lub w sprzęcie elektronicznym ze względu na zmniejszenie jego walorów estetycznych [1-3]. Z tego powodu prowadzone są obecnie prace nad rozwojem nowych materiałów o właściwościach antystatycznych [4]. Badane są na przykład antystatyczne pokrycia kopuł samolotowych [5], nieulegające naelektryzowaniu tkaniny wielofunkcyjne [6], czy też nowoczesne farby do włosów [7]. Jednym z interesujących kierunków badań właściwości antystatycznych jest wykorzystanie elektretów, czyli materiałów gromadzących i przechowujących ładunek elektryczny [8-10]. Część eksperymentalna Badane warstwy naniesione zostały w procesie rozpylania magnetronowego na podłoża z krzemionki amorficznej (SiO2). Procesy nanoszenia przeprowadzone zostały z wykorzystaniem wielotargetowego stanowiska, pozwalającego na jednoczesne rozpylanie kilku materiałów. Wykorzystano targety metaliczne Ti oraz Hf o wysokiej cz[...]

Multifunctional coatings for solar cells application


  In recent years, an increased interest of nanocrystalline oxide materials was been observed [1, 2]. Such oxides join a few selected, well-defined properties such as high transparency, good electrical conductivity, hydrophilic or hydrophobic properties, antireflective properties, etc. [3, 4]. In contrary to conventional semiconductors, such thin oxide films, prepared for transparent electronics or solar cells application, combine mainly two specific features [5]: high transparency in visible light and the ability of electrical conduction at room temperature. These oxides, depending on the level of electrical resistivity are divided into two groups of materials: Transparent Conducting Oxide (TCO) or Transparent Oxide Semiconductor. However, in the literature, there is increasing number of reports about trying to get the additional properties, but most showed examples of multilayers. For example, it might be a thin oxide films with additional antireflective properties, prepared as TiO2 /SiO2 multilayers [4, 6] in order to obtain the largest possible reduction of light reflectance. Pemble et al. described dual functionality self-cleaning thermochromic films prepared by APCVD method. The multilayers based on VO2 and TiO2 revealed good degradation of stearic acid under UV radiation and thermochromic properties with the switching temperature of 55oC. In the first part of this paper, the possibilities of characterization of nanostructures used in the Laboratory of Optoelectrical Diagnostics of Nanomaterials located at Wroclaw Univeristy of Technology have been showed. Then antireflective, photoactive nanocrystalline Ti-V oxide as a multifunctional thin film has been presented. Directions of current research The scope of current work carried out in the Laboratory involves the research for new, nanocrystalline oxide materials with unique electrical and optical properties, which might be applied as multifunctional coatings for example s[...]

Formowanie transparentnych warstw przewodzących na bazie ITO


  Tlenek indowo-cynowy, znany jako ITO , stanowi roztwór stały tlenków In2O3 oraz SnO2 w proporcji odpowiednio 90/10% wag. Powszechne zainteresowanie tym materiałem jest następstwem badań jakie miały miejsce na przełomie lat 40. i 50. ubiegłego stulecia, kiedy zwrócono uwagę na nietypowe właściwości niestechiometrycznych tlenków indu i cyny, wytwarzanych metodami parowania próżniowego [1]. Tlenki te mogą charakteryzować się dużą przezroczystością dla światła widzialnego, na poziomie zazwyczaj powyżej 80% oraz niewielką (jak na tlenki) rezystywnością w temperaturze pokojowej, nawet poniżej 10-3 Ωcm. Duża koncentracja (na poziomie około 1019 - 1021 cm-3) oraz ruchliwość (kilka - kilkanaście cm2 V-1s-1) elektronów w tym materiale sprawia, że jest on chętnie wykorzystywany do wytwarzania przezroczystych elektrod przewodzących w różnego rodzaju wyświetlaczach, np. LCD. ITO może być nanoszony z wykorzystaniem różnych technik, przy czym do najpopularniejszych metod stosowanych w przemyśle należy zaliczyć metody fizycznego nanoszenia z fazy gazowej (PVD): metodę rozpylania (MS) oraz metodę parowania (EBE) [2]. Najważniejsze, ze względu na zastosowania właściwości ITO , do których należą przezroczystość oraz przewodnictwo elektryczne ściśle zależą od warunków nanoszenia warstw w trakcie procesu osadzania oraz od warunków ich obróbki poprocesowej. W niniejszym artykule przedyskutowano zagadnienia związane z doborem warunków osadzania warstw przezroczystych i przewodzących warstw ITO metodą parowania wiązką elektronową. Warstwy wytwarzane były z przeznaczeniem na elektrody sterujące struktur elektrochromowych. Założono, że aby umożliwić poprawną pracę takich struktur warstwy powinny charakteryzować się przezroczystością na poziomie co najmniej 70% oraz rezystywnością nie większą niż 10-2 Ωcm. Część eksperymentalna Warstwy naniesiono na przemysłowym stanowisku do osadzania warstw cienkich metodą parowania wiązką elektronową z k[...]

Analiza właściwości optycznych oraz projektowanie półprzezroczystych cienkich warstw Ag w zakresie VIS-NIR DOI:10.15199/ELE-2014-112


  Cienkie warstwy srebra znajdują zastosowanie w konstrukcji różnych powłok optycznych. Do jednych z najczęściej wykorzystywanych należą powłoki odbijające promieniowanie optyczne w szerokim zakresie długości fali stosowane do wytwarzania luster. W wypadku warstw Ag o grubości od kilku do kilkunastu nanometrów, warstwy takie wykazują częściową przepuszczalność dla światła w widzialnym zakresie widma promieniowania optycznego oraz odbicie światła w zakresie bliskiej podczerwieni. Taka właściwość Ag znajduje z kolei zastosowanie w konstrukcji tzw. powłok niskoemisyjnych, stosowanych powszechnie w szkle architektonicznym. Projektowanie powłok optycznych, przeznaczonych do różnych zastosowań wymaga znajomości przebiegu charakterystyk dyspersji współczynników załamania i ekstynkcji światła materiału, z którego wytworzona będzie powłoka. W wypadku bardzo cienkich warstw, charakterystyki te mają jednak inny przebieg niż obserwowany dla materiałów litych. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badania oraz analizy właściwości optycznych powłok Ag o grubości 5, 10 i 15 nm wytworzonych metodą parowania wiązką elektronową oraz porównano wyniki projektowania powłok Ag z wykorzystaniem danych uzyskanych dla analizowanych warstw. Część eksperymentalna Cienkie warstwy testowe naniesione zostały na podłoża szklan[...]

Powłoki optyczne do zastosowania na panele szklane DOI:10.15199/ELE-2014-129


  Nanoszenie powłok optycznych na powierzchnię różnych przedmiotów ma na celu nadanie ich powierzchni określonych właściwości optycznych. Najczęściej oznacza to modyfikację wartości współczynnika odbicia światła (Rλ). Nałożenie powłoki optycznej może także mieć na celu wytworzenie takiego przyrządu optycznego jak np. lustro czy filtr. Najprostszą powłokę można otrzymać przez naniesienie na podłoże pojedynczej warstwy z innego materiału. Obecnie do wytwarzania różnych rodzajów powłok w szerokim zakresie spektralnym powszechnie stosowane są tlenki, np. TiO2, SiO2, Al2O3, Ta2O5, oraz fluorki (np. MgF2, CaF2) [1, 2]. Poza dobrą przezroczystością i odpowiednią wartością współczynnika załamania światła (tabela 1) istotnym kryterium, które może zadecydować o możliwości zastosowania tych materiałów na powłoki może być też kompatybilność metody ich nanoszenia z technologią wytwarzania gotowego produktu [1-3]. Teoretyczne podstawy projektowania powłok optycznych rozwijane były między innymi przez A. MacLeoda [4]. Podstawy te oparte są o rozwiązanie układu równań Maxwella dla fali TE (transverse electrical) i polegają na wyznaczeniu wartości współczynników odbicia (Rλ) i transmisji (Tλ) światła. W szczególności, projektowanie powłok polega przede wszystkim na opracowaniu modelu ich struktury. Należy w nim uwzględnić takie parametry jak np.: 1) rodzaj i parametry podłoża, 2) rodzaj i parametry materiałów zastosowanych na poszczególne warstwy, 3) liczba i sposób ułożenia warstw na podłożu, 4) grubości poszczególnych warstw [1, 2]. Wymienione elementy składowe dobierane są w taki sposób, aby uzyskać jak najlepszą zgodność teoret[...]

Właściwości powierzchni aktywnych powłok cienkowarstwowych na bazie TiO2 DOI:10.15199/ELE-2014-169


  Powłoki cienkowarstwowe wytwarzane m.in. metodami PVD od wielu lat cieszą się dużym zainteresowaniem ze strony przemysłu. Jest to związane przede wszystkim z możliwością nadawania nowych atrybutów różnego rodzaju elementom, przez naniesienie na ich powierzchnię cienkowarstwowych powłok o ściśle określonych i pożądanych właściwościach. W szczególności, mogą to być zarówno powłoki metaliczne, dielektryczne jak i półprzewodnikowe [1, 2]. Na przestrzeni ostatnich 20 lat zauważyć można dynamiczny wzrost zainteresowania materiałami cienkowarstwowymi, które przeznaczone są zwłaszcza do zastosowania w konstrukcji różnego rodzaju elementów elektronicznych, jako powłoki gazo- lub termo chromowe, jako warstwy aktywne w czujnikach lub powłoki biologicznie aktywne [1-5]. Z uwagi na właściwości fizykochemiczne powłok cienkowarstwowych, a zwłaszcza na zmiany, jakie zachodzą na ich powierzchni (np. na skutek procesów utleniania), coraz większą rolę dogrywają obecnie powłoki na bazie tlenków metali. Jest to związane z szeregiem ich zalet, do których często można zaliczyć m.in. dużą przezroczystość dla światła, dużą odporność (termiczną, chemiczną i mechaniczną), czy też bardzo dobre właściwości fotokatalityczne [1, 2, 6]. Do tlenków, które powszechnie stosuje się w konstrukcji różnego rodzaju powłok cienkowarstwowych można zaliczyć np. TiO2, Nb2O5, ZnO, SnO2,V2O5, Ta2O5 i ZrO2 [1, 2, 6]. Właściwości tych materiałów zostały już dość dobrze scharakteryzowane, ale nadal istnieje luka dotycząca wiedzy na temat właściwości warstw będących mieszaniną tych tlenków. W szczególności, chodzi tu o innowacyjne, aktywne powłoki cienkowarstwowe, których właściwości zmieniają się w zależności od składu materiałowego, parametrów procesu nanoszenia, a także dodatkowej obróbki poprocesowej (np. wygrzewania w wysokiej temperaturze). Dlatego też, w niniejszej pracy opisano wpływ wygrzewania na właściwości strukturalne i fizykochemiczne powierzchni cienkich war[...]

Wpływ składu materiałowego cienkich warstw HfO2-TiO2 na ich właściwości strukturalne oraz optyczne DOI:10.15199/13.2016.7.2


  W pracy przedstawiono wyniki badania wpływu składu materiałowego cienkich warstw HfO2-TiO2 na ich właściwości strukturalne oraz optyczne. Cienkie warstwy tlenków TiO2 i HfO2 oraz ich mieszanin zostały wytworzone za pomocą rozpylania magnetronowego. Zmiana składu materiałowego cienkich warstw miała znaczący wpływ na właściwości strukturalne, powierzchni oraz optyczne. Wytworzone cienkie warstwy z wyjątkiem (Hf0.55Ti0.45)Ox były nanokrystaliczne o średnim rozmiarze krystalitów około 7-11 nm. Obrazy otrzymane przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego potwierdziły, że cienkie warstwy zbudowane były z ziaren o różnych kształtach oraz rozmiarach z wyjątkiem powłoki, która w mieszaninie miała największą ilość domieszki Ti. Badania przedstawione w pracy pokazały zmianę współczynnika transmisji światła wraz ze wzrostem zawartości TiO2 w mieszaninach. Zaobserwowano także przesunięcie długości fali odcięcia w stronę fal dłuższych oraz wzrost wartości współczynnika załamania światła. Słowa kluczowe: TiO2, HfO2, mieszaniny tlenków, powłoki optyczne, rozpylanie magnetronowe, właściwości strukturalne, właściwości optyczne.Cienkie warstwy na bazie tlenków metali przejściowych, należące do 4 grupy układu okresowego pierwiastków są obiektem zainteresowań badaczy z uwagi na wiele pożądanych właściwości. Powłoki cienkowarstwowe na bazie tlenków tytanu (TiO2) i hafnu (HfO2) charakteryzują się między innymi wysoką odpornością termiczną, chemiczną oraz mechaniczną, a także przezroczystością dla światła w szerokim zakresie spektralnym [1-4]. Zainteresowanie dwutlenkiem hafnu związane jest z jego właściwościami optycznymi oraz elektrycznymi. Materiał ten charakteryzuje się dużą wartością względnej przenikalności elektrycznej (ε~25), dużą przerwą energetyczną (Eg~5.5eV), a także wysokim współczynnikiem załamania światła (n~2) [2-7[...]

Wpływ warunków zasilania magnetronu na właściwości cienkich warstw TiO2 DOI:10.15199/13.2017.7.4


  Dwutlenek tytanu (TiO2) jest materiałem, który obecnie jest wykorzystywany w wielu dziedzinach współczesnej nauki i techniki, ze względu na swoje liczne zalety [1]. Charakteryzuje się przede wszystkim wysokim współczynnikiem załamania światła, w granicach 2,2-2,6 oraz dużą stałą dielektryczną 80-110. Jest powszechnie wykorzystywany ze względu na swoje unikatowe właściwości, takie jak: nietoksyczność oraz stabilność chemiczna, termiczna i mechaniczna. Istotnym parametrem jest także duża twardość oraz przezroczystość w zakresie fal widzialnych i podczerwieni. Szeroka przerwa energetyczna (Eg), duży poziom absorpcji w zakresie ultrafioletu oraz dobra stabilność w niekorzystnych warunkach są dodatkowymi zaletami TiO2 [2, 3]. Powłoki cienkowarstwowe na bazie dwutlenku tytanu znajdują zastosowanie jako filtry interferencyjne, powłoki antyrefleksyjne, samoczyszczące, ochronne (np. na ogniwa słoneczne) oraz powłoki na elementy specjalnego zastosowania np. w kosmosie [2-7]. Istotną cechą cienkich warstw jest ich adhezja do podłoża, hydrofilowość oraz odporność na ścieranie. Tlenek tytanu wykorzystywany jest także na szeroką skalę w motoryzacji oraz medycynie. Zmianę parametrów TiO2 uzyskuje się przez domieszkowanie różnymi pierwiastkami. Proces ten umożliwia przede wszystkim zmianę jego właściwości elektrycznych. Twardość powłok cienkowarstwowych na bazie TiO2 zawiera się w zakresie od 3 do 12 GPa. Istotny jest fakt, że twardość nie zależy tylko od rodzaju materiału, ale także od sposobu jego wytwarzania struktury krystalicznej oraz wielkości krystalitów [4]. Dwutlenek tytanu (TiO2) może występować w różnych formach: anatazu, rutylu, brukitu oraz w postaci amorficznej. Brukit wykazuje stosunkowo niewielką stabilność termiczną, dlatego jego zastosowanie w nowoczesnych technologiach jest znikome. Praktyczne zastosowanie znajdują zazwyczaj anataz i rutyl. Cienkie warstwy TiO2 o fazie anatazu, mogą być stosowane między innymi jako powł[...]

 Strona 1  Następna strona »