Особенности формирования массива изолированных полимерных наночастиц P(VDF-TrFE) в порах периодической наноструктурированной матрицы оксида кремния
А.Н. Белов1, Н.В. Востров2, Г.Н. Пестов1, А.В. Солнышкин2
1 ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники»
2 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.629
Оригинальная статья
Аннотация: Настоящая работа посвящена технологическим особенностям создания массива пироэлектрических наночастиц, размещенных в порах мембраны оксида кремния, обеспечивающей их теплоизоляцию как друг от друга, так и от поддерживающей подложки. Установлены механизмы анодного окисления структуры Al/Ti/SiO2, обеспечивающие самоорганизацию наноструктурированной оксидной маски с заданными геометрическими параметрами. Показано, что с некоторой толщины адгезионного слоя, не происходит зарастания открытых областей маски наночастицами оксида титана. Определены закономерности способа локального ионного травления многослойных структур, обеспечивающая контроль глубины образуемых пор за счет контроля ионного тока. Установлена корреляция латерального размера углублений в кремнии с величиной аспектного отношения пор оксида алюминия. Продемонстрирована возможность формирования мембраны оксида кремния со встроенными в его поры наночастицами пироэлектрического полимера.
Ключевые слова: полимерный пироэлектрик, пористый оксид кремния, ионно-лучевое травление, ИК-фотоприемник, пористый анодный оксид, алюминия, микромембрана, анизотропное травление
- Белов Алексей Николаевич – д.т.н., профессор института интегральной электроники, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники»
- Востров Никита Владимирович – младший научный сотрудник Управления научных исследований, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Пестов Григорий Николаевич – ассистент института интегральной электроники, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники»
- Солнышкин Александр Валентинович – д.ф.-м.н., профессор кафедры физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
Ссылка на статью:
Белов, А.Н. Особенности формирования массива изолированных полимерных наночастиц P(VDF-TrFE) в порах периодической наноструктурированной матрицы оксида кремния / А.Н. Белов, Н.В. Востров, Г.Н. Пестов, А.В. Солнышкин // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 629-636. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.629.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Yadav, P. Advancements of uncooled infrared microbolometer materials: A review / P. Yadav, I. Yadav, B. Ajitha et al. // Sensors and Actuators A: Physical. – 2022. – V. 342. – Art. № 113611. – 19 p. DOI: 10.1016/j.sna.2022.113611.
2. Ambrosio, R.C. An overview of uncooled infrared sensors technology based on amorphous silicon and silicon germanium alloys / R.C. Ambrosio, M. Moreno, J. Mireles et al. // Physica Status Solidi C. – 2010. – V. 7. – I. 3-4. – P. 1180-1183. DOI: 10.1002/pssc.200982781.
3. Liu, S. La0.7Sr0.3MnO3 suspended microbridges for uncooled bolometers made using reactive ion etching of the silicon substrates / S. Liu, B. Guillet, A. Aryan et al. // Microelectronic Engineering. – 2013. – V. 111. – P. 101-104. DOI: 10.1016/j.mee.2013.02.024.
4. Idczak, K. Platinum silicide formation on selected semiconductors surfaces via thermal annealing and intercalation / K. Idczak, S. Owczarek, L. Markowski // Applied Surface Science. – 2022. –V. 572. – Art. № 151345. – 12 p. DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.151345.
5. Varpula, A. Nano-thermoelectric infrared bolometers featured / A. Varpula, K. Tappura, J. Tiira et al. // APL Photonics. – 2021. – V. 6. – I. 3. – Art. № 036111. – 10 p. DOI: 10.1063/5.0040534.
6. Whatmore, R.W. Pyroelectric infrared detectors and materials – A critical perspective / R.W. Whatmore, S.J. Ward // Journal of Applied Physics. – 2023. – V. 133. – I. 8. – Art. № 080902. – 27 p. DOI: 10.1063/5.0141044.
7. Solnyshkin, A.V. Dynamic pyroelectric response of composite based on ferroelectric copolymer of poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) and ferroelectric ceramics of barium lead zirconate titanate / A.V. Solnyshkin, I.M. Morsakov, A.A. Bogomolov et al. // Applied Physics A. – 2015. – V. 121. – I. 1. – P. 311-316. DOI: 10.1007/s00339-015-9446-z.
8. Jeon, G.-J. Thin-film vacuum packaging based on porous anodic alumina (PAA) for infrared (IR) detection / G. Jeon, W.Y. Kim, H.C. Lee // Proceedings of the Sensors, 2012 IEEE, 28-31 October 2012, Taipei. – 2012. – P. 1-4. DOI: 10.1109/ICSENS.2012.6411110.
9. Jeon, G.-J. Nanoporous Pirani sensor based on anodic aluminum oxide / G.-J. Jeon, W.Y. Kim, H.B. Shim, H.C. Lee // Applied Physics Letters. – 2016. – V. 109. – I. 12. – Art. № 123505. – 5 p. DOI: 10.1063/1.4963183.
10. Belov, A.N. Local etching of silicon using a solid mask from porous aluminum oxide / A.N. Belov // Semiconductors. – 2008. – V. 42. – I. 13. – P. 1519-1521. DOI: 10.1134/S1063782608130149.
11. Belov, A.N. Formation of piezo- and pyroelectric matrices with the use of nanoprofiled silica / A.N. Belov, A.A. Golishnikov, G.N. Pestov et al. // Nanotechnologies in Russia. – 2018. – V. 13. – I. 6. – P. 609-613. DOI: 10.1134/S1995078018060034.
12. Belov, A.N. Silicon nanoprofiling with the use of a solid aluminum oxide mask and combined «dry» etching / A.N. Belov, Yu.A. Demidov, M.G. Putrya et al. // Semiconductors. – 2009. – V. 43. – I. 13. – P. 1660-1662. DOI: 10.1134/S1063782609130090.
13. Belov, A.N. Features of the formation of porous alumina mask for local plasma etching of semiconductors / A.N. Belov, S.A. Gavrilov, Yu.A. Demidov, V.I. Shevyakov // Nanotechnologies in Russia. – 2011. – V. 6. – I. 11-12. – Р. 711-716. DOI: 10.1134/S199507801106005X.
14. Belov, A.N. Electrical characterization of poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) nanocrystals embedded in porous alumina matrix / A.N. Belov, I.L. Kislova, D.V. Loktev et al. // Journal of Advanced Dielectrics. – 2018. – V. 8. – I. 1. – Art. № 1820001. – 5 p. DOI: 10.1142/S2010135X18200011.