Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

из-за большой ширины запрещенной зоны этих материалов и требует использования мощных источников ультрафиолетового излучения и детекторов высокой чувствительности. Этим, по-видимому, объясняется малое число работ по оптическим свойствам пленочных оксидов тантала и ниобия. В работе исследовались анодные оксиды тантала и ниобия, которые представляли собой оптически прозрачную среду на непрозрачной подложке. Работа проводилась с помощью монохроматора «МДР-2» и спектрофотометра «СФ-56» с приставкой зеркального отражения «ПЗО-9». Источником излучения служила мощная ксеноновая лампа «ДКСэЛ-1000». Диапазон измерения приборов от 190 до 1100 нм. Спектральные измерения отражения являются оперативными методами определения толщины и оптических характеристик, таких как показатели преломления и поглощения. Измерения фототока и фото-ЭДС дают представления о фотовозбуждении зонной структуры оксидных материалов. Обработка спектрофотометрических измерений проводилась на основе расчетов по модели многослойных покрытий оптически прозрачной среды на непрозрачной подложке по методу, предложенному В. И. Шаповаловым [1], с использованием итерационных процедур для решения уравнения, содержащего три искомый параметра: толщина пленки, показатели преломления и поглощения [ 2 ]. На рисунке 1, а, б представлены спектральные зависимости фототока оксидов тантала и ниобия, исходные спектры были нормированы по интенсивности освещения источника излучения по спектрометру “AvaSpectr- 2048FT-2DT”. Максимум фототока приходится на область УФ 270 нм для оксида тантала и 300 нм для оксида ниобия. Поглощение со стороны длинных волн несколько затянуто, и край поглощения у Ta 2 O 5 ~ 300 нм, у Nb 2 O 5 ~ 380 нм. Следует отметить, поглощение в области 540 нм более выраженное у оксида тантала, что связано, по- видимому, с примесными состояниями в запрещенной зоне. При измерении фотопроводимости со стороны длинных волн подъёма фототока в области 540 нм не наблюдается. При обратном ходе подъём есть. По-видимому, возбуждённые коротковолновым излучением электроны захватываются ловушками, и, высвобождаясь излучением видимого диапазона, они дают всплеск фототока при излучении около 540 нм. По спектральным характеристикам фототока можно оценить длинноволновый край поглощения — 4,6 эВ у Та 2 О 5 и 4,1 эВ у Nb 2 O5. Смещение края поглощения связано с краем поглощения Урбаха для аморфных оксидов. 190 290 390 490 590 190 290 390 490 590 А, нм А, нм Рис. 1. Спектральные характеристики фототока: а — для Nb 2 O 5 ; б — для Ta 2 O 5 На рисунке 2 представлена зависимость (/ф-hv ) 2 = B (E g-hv), по которой можно произвести оценку края поглощения для прямых дипольных переходов. Эта оценка для Nb 2 O 5 дает значение 3,45 эВ, а для Ta 2 O 5 — 4,26 эВ. Рис. 2. Зависимость (1ф • hv ) 2 от энергии фотонов: а — для Nb 2 O 5 ; б — для Ta 2 O 5 682