Электронно-лучевой синтез, структура и свойства однокомпонентных и легированных магнием покрытий оксида цинка

Abstract

Установлены особенности электронно-лучевого осаждения, структуры и свойств покрытий ZnO и ZnᵪMg₁₋ᵪO с использованием в качестве мишени механических смесей порошков ацетата цинка, металлического цинка, магния. Показано, что применение лазерного излучения, ассистирующего процесс электронно-лучевого испарения ацетата цинка, и последующая термообработка позволяют осаждать высокодисперсные тонкие покрытия на основе ZnO со стабильными значениями ширины запрещенной зоны. При этом использование ассистирующего излучения с длиной волны 266 нм за счет протекания фотохимического разложения соли инициирует образование менее дисперсных оксидных фаз. Введение в состав покрытий магния заметно не изменяет их молекулярную структуру и приводит к незначительному возрастанию ширины запрещенной зоны. На основании полученных данных сделан вывод о преимущественно независимом формировании оксидных фаз при изученных условиях синтеза, незначительном содержании в составе покрытия твердых растворов. Specific features of electron-beam deposition, structure and properties of ZnO and ZnᵪMg₁₋ᵪO coatings with the use of mechanical mixtures of powders of zinc acetate, metallic zinc, and magnesium as a target are established. It is shown that the use of laser radiation, which assists the electron-beam evaporation of zinc acetate, and the subsequent heat treatment make it possible to deposit highly dispersed thin coatings based on ZnO with stable values of the band gap. In this case, the use of assisting radiation with wavelength 266 nm due to the photochemical decomposition of the salt initiates the formation of less dispersed oxide phases. The introduction of magnesium into the composition of coatings does not noticeably change their molecular structure and leads to an insignificant increase in the band gap. Based on the data obtained, it was concluded that the formation of oxide phases was predominantly independent under the studied synthesis conditions and that the content of solid solutions in the coating composition was insignificant.