Namangan davlat universiteti
Annotatsiya. Ushbu ishda kremniy taglikda atom qatlamlik oʻstirish (ALD) usuli yordamida olingan TiO2 yupqa qatlamlarining termik ishlov berish jarayonidagi fazaviy oʻzgarishlari tadqiq etildi. Turli harorat va vaqt rejimlarida termik ishlov berish natijasida TiO2 qatlamlarining amorf holatdan kristall holatga oʻtishi hamda anataz va rutil polimorf fazalarining shakllanishi oʻrganildi. Qatlamlarning strukturasi va fazaviy tarkibi termik ishlov berishdan oldin va keyin kombinatsion sochilish spektroskopiyasi (Raman) va rentgen nurlari difraksiyasi (XRD) usullari yordamida tahlil qilindi. Olingan natijalar termik ishlov berishdan oldin TiO2 qatlamining amorf holatda ekanligini koʻrsatdi. 600 °C haroratda termik ishlov berish natijasida amorf TiO2 dan anataz kristall fazasiga oʻtish kuzatildi. Termik ishlov berish haroratining yanada oshirilishi bilan anataz fazasining rutil fazaga transformatsiyasi boshlanishi aniqlandi. 1000 °C haroratda 2–3 soat davomida termik ishlov berish natijasida TiO2 qatlamida anatazdan rutilga toʻliq fazaviy oʻtish amalga oshishi aniqlandi.
Kalit so'zlar: TiO2, ALD, yupqa qatlam, termik ishlov berish, amorf faza, anataz, rutil, fazaviy oʻtish, Raman spektroskopiyasi, rentgen difraksiyasi.
Аннотация. В данной работе исследованы фазовые изменения тонких слоев TiO2, полученных на кремниевой подложке методом атомно-слоевого осаждения, в процессе термической обработки. Изучен переход слоев TiO2 из аморфного состояния в кристаллическое, а также формирование полиморфных фаз анатаза и рутила при различных режимах температуры и продолжительности термической обработки. Структура и фазовый состав слоев до и после термической обработки анализировались методами спектроскопии комбинационного рассеяния света (Raman) и рентгеновской дифракции. Полученные результаты показали, что до термической обработки слой TiO2 находится в аморфном состоянии. При термической обработке при температуре 600 °C наблюдался переход аморфного TiO2 в кристаллическую фазу анатаза. При дальнейшем повышении температуры термической обработки было установлено начало трансформации фазы анатаза в рутил. При термической обработке при температуре 1000 °C в течение 3 часов происходил полный фазовый переход TiO2 из анатаза в рутил.
Ключевые слова: TiO2, ALD, тонкая пленка, термическая обработка, аморфная фаза, анатаз, рутил, фазовый переход, спектроскопия комбинационного рассеяния, рентгеновская дифракция.
Abstract. This study investigates the phase transformations of TiO2 thin films deposited on a silicon substrate by atomic layer deposition (ALD) during subsequent thermal treatment. The transition of TiO2 films from an amorphous to a crystalline state, as well as the formation of the anatase and rutile polymorphic phases, was studied under different thermal treatment temperatures and durations. The structure and phase composition of the films before and after thermal treatment were analyzed using Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD). The obtained results showed that the TiO2 film was in an amorphous state before thermal treatment. Thermal treatment at 600 °C resulted in the transformation of amorphous TiO2 into the crystalline anatase phase. With a further increase in the thermal treatment temperature, the onset of the transformation of the anatase phase into the rutile phase was observed. Complete transformation of TiO2 from anatase to rutile was achieved after thermal treatment at 1000 °C for 3 hours.
Keywords: TiO2, ALD, thin film, thermal treatment, amorphous phase, anatase, rutile, phase transition, Raman spectroscopy, X-ray diffraction.