2. Методики

2.1 Методика получения тонких плёнок MoO3. Получение образцов

Образцы для исследования были получены термическим распылением порошкообразного MoO₃ чистотой «Ч» с массовой долей основного вещества 99,1 %, с молибденовой лодочки, на установке ВУП-5М в вакууме, при давлении не более 10^-2 Па.

В одном технологическом цикле, производилось напыление на стеклянную подложку, покрытую тонким проводящим слоем SnO₂ и на кварцевую подложку. При этом, стеклянная пластина с нанесённым SnO₂ и кварцевая пластина, имели одинаковую ориентацию по отношению к испарителю. Такой прием, достаточно точно, позволяет получить плёнки с одинаковыми свойствами, на различных подложках. Все образцы имеют равномерную синюю окраску.

На поверхность оксида молибдена, через маску, напылены металлические контакты. Маска представляет собой стальную пластинку, с группой круглых отверстий, диаметром 0.5 мм или 1 мм. В качестве материалов контактов использовались серебро и мельхиор. Внешний вид образцов показан на рис.1.

Рисунок 1. Внешний вид образцов плёнок оксида молибдена

2.2 Методы изучения электрических свойств

2.2.1 Метод Ван-дер-Пау, измерения удельного сопротивления

Пусть зонды расположены на плоском ребре тонкой пластины, расположенной в нижней полуплоскости (рис.2).

Рисунок 2. Расположение зондов на ребре пластины.

При пропускании тока через зонды 1-4 потенциалы контактов 2 и 3 находятся из двумерной картины растекания тока в пластине:

;

(1)

Введём сопротивление R₁=(U₂U₃)/J₁₄ :

(2)

Аналогично, пропуская ток через контакты 1-2 и измеряя разность потенциалов (U₄U₃) , найдём:

(3)

Потенцируя логарифмы для R₁ и R₂ и складывая результаты, получим:

(4)

Уравнение (4) в принципе уже позволяет найти  по измеренным значениям R₁ и R₂ как корень трансцендентного уравнения. Можно упростить решение этой задачи. Представим

;

(5)

и подставим их в (4):

. (6)

Так как R₁ и R₂   , то можно предположить, что

, (7)

где f(R₁,R₂) - функция, зависящая от R₁ и R₂ . Подставив это выражение в (6), найдём:

. (8)

Рисунок 3. График поправочной функции f(R₁/R₂).

Из (8) видно, что функция f , являющаяся корнем уравнения (8), действительно зависит только от отношения R₁/R₂ . График f(R₁/R₂) представлен на рис. 3.

Таким образом, зная f(R₁/R₂) , найдём  из (7):

. (9)

Если отношение R₁/R₂1<0,1 , то 1-f<0,001 .

Согласно теории конформных преобразований можно показать, что соотношения (6) , (9) справедливы и для образца любой формы. Но при увеличении площади контактов возникает дополнительная ошибка в измерении  .

Описание четырёхзондовой установки

Электрическая схема установки представлена на рис.4. где P1 – микроамперметр B7-40/4, P2 – вольтметр В7-38, P3 – стабилизированный источник питания Б5-50, Резистор R2 позволяет точно регулировать напряжение, подаваемое на измеряемый объект, R1 – ограничивает ток, и предохраняет приборы, в случае пробоя исследуемой плёнки.

Рисунок 4. Электрическая схема установки.

С помощью P2 определяется падение напряжения на зондах 2-3. Величину тока устанавливают по возможности небольшой (50100 мкА) и постоянной для одной и той же серии измерений.

Зонды 1,2,3,4 сделаны пружинящими, чтобы обеспечить надёжный контакт зонда с полупроводником. Они изготовлены из тонкой позолоченной проволоки. Концы зондов закруглены с малым радиусом порядка 0,3 – 0,5 мм. Все зонды укреплены на равном расстоянии друг от друга.