Details

Title: Атомно слоевое осаждение пленок системы Ta-O: выпускная квалификационная работа бакалавра: направление 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов» ; образовательная программа 22.03.01_01 «Материаловедение и технологии новых материалов»
Creators: Федоров Павел Алексеевич
Scientific adviser: Максимов Максим Юрьевич
Other creators: Паршиков Руслан Александрович
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт машиностроения, материалов и транспорта
Imprint: Санкт-Петербург, 2021
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: атомно-слоевое осаждение; оксид тантала; наноплёнки; литий-ионные аккумуляторы; аноды; atomic layer deposition; tantalum oxide; nanofilms; lithium-ion batteries; anodes
Document type: Bachelor graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Speciality code (FGOS): 22.03.01
Speciality group (FGOS): 220000 - Технологии материалов
Links: Отзыв руководителя; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2021/vr/vr21-4590
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение)
Additionally: New arrival

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Тема выпускной квалификационной работы: «Атомно слоевое осаждение пленок системы Ta-O». Целью работы было получение наноплёнок оксида тантала методом АСО и исследование их физико-химических свойств. Для получения плёнок Ta-O использовался метод атомно-слоевого осаждения (АСО). Для определения толщины полученных пленок и расчёта прироста за цикл использовался метод спектральной эллипсометрии (СЭ). Физико-химические свойства полученных пленок исследовались методами рентгенофазового анализа (РФА), рентгеновской рефлектометрии (РР), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (ЭДРС), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопии (РФЭС) и циклической вольтамперометрии (ЦВА). Были определены оптимальные условия синтеза наноплёнок Ta-O. РФА показал, что полученные пленки аморфны. РР показала, что наноплёнки обладают низкой шероховатостью, а их плотности близки к кристаллическому Ta2O5. На микрофотографиях СЭМ видно, что плёнки гладкие, однородные и без видимых дефектов. ЭДРС и РФЭС подтвердили наличие тантала и кислорода в плёнке с соотношением Ta:O=1:2,7, что близко к соотношению тантала к кислороду в Ta2O5. Согласно ЦВА, в катодной области потенциалов (3,0–4,3В) не наблюдается усилений тока. Результаты работы показали, что определенные оптимальные условия процесса АСО с использованием этоксида тантала и кислородной плазмы позволяют получать равномерные и аморфные наноплёнки оксида тантала (V), Тонкие пленки оксида тантала применяются для покрытий в оптических приборах, в качестве диэлектрических слоев для микро- и наноэлектроники, а также в качестве компонентов литий-ионных аккумуляторов. Полученные результаты демонстрируют возможность применения наноплёнок оксида тантала в качестве твёрдого электролита литий-ионных аккумуляторов.

The theme of the final qualification work: "Atomic-layer deposition of tantalum oxide nanofilms and the study of their physical and chemical properties." This work aimed to obtain tantalum oxide nanofilms by the ALD method and study their physicochemical properties. To obtain Ta-O films, the method of atomic layer deposition (ALD) was used. To determine the thickness of the obtained films and calculate the gain per cycle, the method of spectral ellipsometry (SE) was used. The physicochemical properties of the obtained films were studied by methods of X-Ray diffraction (XRD), X-ray reflectometry (XRR), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and cyclic voltammetry (CVA). The optimal conditions for the synthesis of Ta-O nanofilms were determined. XRD showed that the resulting films are amorphous. XRR showed that nanofilms have low roughness, and their densities are close to crystalline Ta2O5. The SEM micrographs show that the films are smooth, homogeneous, and free from visible defects. EDS and XPS confirmed the presence of tantalum and oxygen in the film with the ratio Ta: O = 1: 2.7, close to the ratio of tantalum to oxygen in Ta2O5. According to CVA, no current amplifications are observed in the cathode potential range (3.0–4.3 V). The work results showed that certain optimal conditions of the ALD process using tantalum ethoxide and oxygen plasma make it possible to obtain uniform and amorphous nanofilms of tantalum (V) oxide. Thin tantalum oxide films are used for coatings in optical devices, as dielectric layers for micro- and nanoelectronics, and also as components of lithium-ion batteries. The results obtained demonstrate the possibility of using tantalum oxide nanofilms as a solid electrolyte for lithium-ion batteries.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read
Internet Authorized users SPbPU Read
Internet Authorized users (not from SPbPU)
-> Internet Anonymous

Usage statistics

stat Access count: 0
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics