Details

Работа посвящена исследованию влияния температуры и состава газовой атмосферы на электрическое сопротивление тонкопленочных покрытий из оксида индия-олова (ITO). В экспериментах изучалась зависимость сопротивления пленок от концентрации водорода в аргоновой среде при температурах от 200 до 375 °C. Пленки получали методом реактивного магнетронного распыления и подвергали термообработке. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Определение влияния температуры на чувствительность пленок ITO к водороду. 2. Исследование зависимости коэффициента отклика от концентрации водорода. 3. Анализ механизмов переноса заряда и влияния морфологии пленок на электрические свойства. 4. Выявление оптимальных условий для повышения эффективности газовых сенсоров на основе ITO. Результаты показали, что чувствительность пленок к водороду существенно зависит от температуры и концентрации газа: с повышением температуры увеличивается коэффициент отклика, достигающий максимума около 0,65 при 350 – 375 °C. При низких температурах кинетика поверхностных реакций замедлена, что снижает чувствительность. Выявлены основные механизмы переноса заряда, включая примесную и прыжковую проводимость, а также влияние морфологии пленок на их электрические свойства. Полученные данные важны для разработки эффективных газовых сенсоров на основе ITO с широким диапазоном рабочих условий. Для достижения данных результатов в работе были использованы разработаны следующие информационные технологии: программное обеспечение UT880E, среда обработки данных OriginLab и Excel.

This work is devoted to the study of the influence of temperature and gas atmosphere composition on the electrical resistance of thin films of indium tin oxide (ITO). The experiments investigated the dependence of film resistance on hydrogen concentration in an argon atmosphere at temperatures ranging from 200 to 375 °C. The films were prepared by reactive magnetron sputtering and subjected to heat treatment. The objectives addressed in this study were: 1. To determine the effect of temperature on the sensitivity of ITO films to hydrogen. 2. To investigate the dependence of the response coefficient on hydrogen concentration. 3. To analyze the charge transport mechanisms and the influence of film morphology on electrical properties. 4. To identify optimal conditions for enhancing the performance of ITO-based gas sensors. The results showed that the sensitivity of the films to hydrogen strongly depends on temperature and gas concentration: with increasing temperature, the response coefficient increases, reaching a maximum of approximately 0.65 at 350 – 375 °C. At lower temperatures, the kinetics of surface reactions slow down, reducing sensitivity. The main charge transport mechanisms were identified, including impurity and hopping conduction, as well as the influence of film morphology on their electrical properties. The obtained  important for the development of efficient gas sensors based on ITO, capable of operating over a wide range of conditions.