Механизм изменения наноструктуры пленок смешанных оксидов молибдена-ванадия в процессе твердофазной фотополимеризации
Т.В. Свиридова, З.А. Якубовская, В.Б. Оджаев, Д.В. Свиридов
Белорусский государственный университе
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.1029
Оригинальная статья
Аннотация: В работе приведены результаты изучения характера изменения топологии поверхности в результате фотостимулированной полимеризации фоторезистных слоев на основе высших оксидов – неорганических полимеров. С использованием атомносиловой микроскопии выполнено исследование изменения наноструктуры поверхности тонких пленок смешанных оксидов молибдена-ванадия (V2O5:MoO3 = 3:2) в процессе УФ-стимулированной полимеризации. Фрактальный анализ атомно-силовых изображений позволил установить, что твердофазная полимеризация в смешаннооксидных слоях, полученных путем конденсации соответствующих оксокислот, протекает с участием смешанных оксоолигомеров по 3D-механизму. При этом теряется анизотропия, характерная для исходной пленки и обусловленная направленной агломерацией лентообразных смешанных оксоолигомеров, входящих в ее состав. Развивающиеся в смешаннооксидном слое полимеризационные процессы приводят к образованию агломератов зерен, состоящих из четко огранённых псевдокристаллитов нанометрового размера. Одновременно в процессе экспонирования происходит твердофазная рекристаллизации аморфизированной оксидной пленки, результатом чего является увеличение значения среднего отклонения профиля поверхности. В процессе избирательного кислотного травления происходит обнажение скрытой внутренней структуры фоточувствительного оксидного слоя и дробление псевдокристаллитов, что приводит к снижению шероховатости поверхности до исходной величины. Указанные особенности структуры фоточувствительных смешаннооксидных пленок MoO3/V2O5 имеют принципиальное значение для создания неорганических фоторезистов.
Ключевые слова: фотополимеризация, смешанные оксиды молибдена-ванадия, тонкие пленки, наноструктура, неорганические фоторезисты, атомно-силовая микроскопия
- Свиридова Татьяна Викторовна – д.х.н., профессор, профессор кафедры неорганической химии, Белорусский государственный университет
- Якубовская Злата Александровна – ассистент кафедры неорганической химии, Белорусский государственный университе
- Оджаев Владимир Борисович – д.ф-м.н., профессор, заведующий кафедрой физики полупроводников и наноэлектроники, Белорусский государственный университе
- Свиридов Дмитрий Вадимович – д.х.н., профессор, член-корреспондент НАН Беларуси, заведующий кафедрой неорганической химии, Белорусский государственный университе
Ссылка на статью:
Свиридова, Т.В. Механизм изменения наноструктуры пленок смешанных оксидов молибдена-ванадия в процессе твердофазной фотополимеризации / Т.В. Свиридова, З.А. Якубовская, В.Б. Оджаев, Д.В. Свиридов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 1029-1038. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.1029.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Liu, B. Sub-100 nm nanolithography and pattern transfer on compound semiconductor using sol-gel-derived TiO2 resist / B. Liu, S.-T. Ho. // Journal of The Electrochemical Society. – 2008. – V. 155 – № 5. – P. 57-60. DOI: 10.1149/1.2883730.
2. Chudnovskii, F.A. Metal-insulator transition in disordered VO2 / F.A. Chudnovskii, G.B. Stefanovich // Journal of Solid State Chemistry. – 1992. – V. 98. – I. 1. – P. 137-145. DOI: 10.1016/0022-4596(92)90079-B.
3. Luo, C. Review of recent advances in inorganic photoresists / C. Luo, C. Xu, L. Lv et al. // RSC Advances. – 2020. – V. 10. – I. 14. – P. 8385-8395. DOI: 10.1039/C9RA08977B.
4. Ito, E. TeOx-based film for heat-mode inorganic photoresist mastering / E. Ito, Y. Kawaguchi, M. Tomiyama et al. // Japanese journal of applied physics. – 2005. – V. 44. – № 5S. – P. 3574. DOI: 10.1143/JJAP.44.3574.
5. Van Zant, P. Microchip fabrication: a practical guide to semiconductor processing / P. Van Zant. – New York: McGraw-Hill, 1997. – 623 p.
6. Барабошина, А.А. Неорганические фоторезисты на основе смешанных оксидов молибдена и ванадия / А.А. Барабошина, Т.В. Свиридова, Л.С. Цыбульская и др. // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2015. – Т. 59. – №. 4. – С. 68-71.
7. Sinclair, W.R. Iron oxide – an inorganic photoresist and mask material / W.R. Sinclair, D.L. Rousseau, J.J. Stancavish // Journal of The Electrochemical Society. – 1974. – V. 121. – № 7. – P. 925-928. DOI: 10.1149/1.2401954.
8. Свиридова, Т.В. Фотоиндуцированные процессы в тонких пленках MoO3 и смешанного оксида V2O5: MoO3 / Т.В. Свиридова, Л.Ю. Садовская, А.И. Кокорин и др. // Химическая физика. – 2016. – Т. 35. – №. 7. – С. 3-8. DOI: 10.7868/S0207401X16070128.
9. Sviridova, T.V. Nano- and microcrystals of molybdenum trioxide and metal-matrix composites on their basis / T.V. Sviridova, L.I. Stepanova, D.V. Sviridov // In: Molybdenum: characteristics, production and applications; ed. by M. Ortiz et al. – New York: Nova Science Publishers, 2012. – P.147-179.
10. Livage, J. Sol-gel chemistry of transition metal oxides / J. Livage, M. Henry, C. Sanchez // Progress in Solid State Chemistry. – 1988. – V. 18. – I. 4. – P. 259-341. DOI: 10.1016/0079-6786(88)90005-2.
11. Byk, T.V. Photochemical selective deposition of nickel using a TiO2–Pd2+ layer / T.V. Byk, V.G. Sokolov, T.V. Gaevskaya et al. // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. – 2008. – V. 193. – I. 1. – P. 56-64. DOI: 10.1016/j.jphotochem.2007.06.007.
12. Carls, J.C. Deep ultraviolet photoresist based on tungsten polyoxometalates and poly (vinyl alcohol) for bilayer photolithography / J.C. Carls, P. Argitis, A. Heller // Journal of the Electrochemical Society. – 1992. – V. 139. – № 3. – P. 786-793. DOI: 10.1149/1.2069303.
13. Gwyddion – Free SPM (AFM, SNOM/NSOM, STM, MFM, …) data analysis software. – Режим доступа: www.url: http://gwyddion.net. – 15.08.2023.