The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются новых прозрачные проводящие оксиды, применяемые в оптоэлектронике, дисплеях и солнечных панелях. Прозрачные проводящие оксиды – это материалы, сочетающие электропроводность и оптическую прозрачность в одном материале. Промышленности (например, производителям дисплеев) нужны новые устойчивые материалы n-типа, изготовленные из доступных в изобилии, нетоксичных элементов, чтобы а) заменить дорогостоящий InGaZnO4 (IGZO), используемый в дисплеях, и б) разработать новые, полностью прозрачные электронные устройства, найдя дополнительный оксиды p-типа с такими же характеристиками. a-ZTO является одним из таких перспективных материалов для замены IGZO. Однако a-ZTO является аморфным собственным полупроводником,состоящим из 3 элементов, химия его дефектов сложна, и требуется детальное понимание процесса роста материала, на что и направлен данный проект.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектісі – оптоэлектроникада, дисплейлерде және күн панельдерінде қолданылатын жаңа мөлдір өткізгіш оксидтер. Мөлдір өткізгіш оксидтер - бұл бір материалдың электр өткізгіштігі мен оптикалық мөлдірлігін үйлестіретін материалдар. Өнеркәсiпке (мысалы, дисплейлер өндiрушiлерге) мынандай сипаттамалары бар қосымша p-типтi оксидтердi таба отырып, жаңа, толық мөлдiр электрондық құрылғыларды әзiрлеу үшiн а) дисплейлерде пайдаланылатын қымбат тұратын InGaZnO4 (IGZO) ауыстыру үшiн көп мөлшерде қол жетiмдi уытты емес элементтерден жасалған n-типтi жаңа орнықты материалдар қажет. a-ZTO IGZO-ны ауыстыру үшін осындай перспективалы материалдардың бірі болып табылады. Алайда, a-ZTO 3 элементтен тұратын аморфты меншiктi жартылай өткiзгiш болып табылады, оның кемшiлiктерiнiң химиясы күрделi және материалдың өсу процесiн егжей-тегжейлi түсiнудi талап етедi, осы жоба соған бағытталған.

Aim of work (in Russian) : Целью данного проекта является синтез и изучение оптоэлектронных свойств прозрачных проводящих оксидов (ППО), материалов, важных для различных современных применений. В частности, исследование сосредоточено на аморфном оксиде цинка-олова (a-ZTO), перспективном ППО материале, который является экологически и экономически выгодной альтернативой существующим промышленным стандартам, содержащим индий.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жобаның мақсаты әр түрлі заманауи қолданыстар үшін маңызды болатын материалдардың, мөлдір өткізгіш оксидтердің (МӨO) оптоэлектрондық қасиеттерін синтездеу және зерттеу болып табылады. зерттеу аморфты мырыш қалайы оксидіне (a-ZTO), қазіргі индийі бар салалық стандарттарға экологиялық және үнемді балама беретін перспективалы МӨO материалына бағытталған. a-ZTO IGZO-ны ауыстыру үшін осындай перспективалы материалдардың бірі болып табылады. Алайда, a-ZTO 3 элементтен тұратын аморфты меншiктi жартылай өткiзгiш болып табылады, оның кемшiлiктерiнiң химиясы күрделi және материалдың өсу процесiн егжей-тегжейлi түсiнудi талап етедi, осы жоба соған бағытталған.

Методы исследования (на русском) : Выбор метода осаждения обычно диктуется возможным применением материала и его основными свойствами. Магнетронное распыление как метод осаждения широко используется как в промышленности, так и в научных кругах благодаря потенциально высокому качеству выращенных пленок и сравнительно низкой стоимости. Метод распылительного пиролиза можно считать менее технологически сложным методом роста материалов по сравнению с магнетронным напылением, главным образом потому, что он не требует вакуумных условий. Однако простота метода, его высокая скорость, низкая стоимость и потенциальная возможность доведения до промышленного уровня, безусловно, являются неотъемлемыми достоинствами этого метода. Поэтому для осаждения тонких пленок были выбраны эти два метода. Фундаментальная характеризация материала a-ZTO может быть сложной, так как из-за аморфной природы невозможно извлечь информацию о кристаллическом качестве, поэтому будут использованы другие методы, включая РФС, УФС, Рамановскую спектроскопию, и синхротронные измерения.

Методы исследования (на казахском) : Тұндыру әдісін таңдау, әдетте, материалды және оның негізгі қасиеттерін қолдануға байланысты. Магнетронды бүрку тұндыру әдісі ретінде өндірісте де, ғылыми ортада да кеңінен қолданылады, өйткені өсірілген пленкалардың Жоғары сапасы және салыстырмалы түрде төмен құны. Бүріккіш пиролиз әдісін магнетронды бүркумен салыстырғанда материалдарды өсірудің технологиялық тұрғыдан күрделі әдісі деп санауға болады, себебі ол вакуумдық жағдайларды қажет етпейді. Дегенмен, әдістің қарапайымдылығы, оның жоғары жылдамдығы, төмен құны және өнеркәсіптік деңгейге жетудің ықтимал мүмкіндігі, әрине, бұл әдістің ажырамас артықшылығы болып табылады. Сондықтан жұқа пленкаларды тұндыру үшін осы екі әдіс таңдалды. A-zto материалының іргелі сипаттамасы күрделі болуы мүмкін, өйткені аморфты табиғатқа байланысты кристалдық сапа туралы ақпаратты алу мүмкін емес, сондықтан басқа әдістер, соның ішінде РФС, УФС, Раман спектроскопиясы, және синхротрондық өлшемдер.

Obtained results and novelty (in Russian) : Наименование работ по Договору и основные этапы его выполнения: 3. Исследовать энергию активации различных прекурсоров цинка и олова при различных температурах, чтобы определить энергию активации каждого прекурсора и выявить идеальные условия синтеза. Основные результаты: Исследована энергия активации различных прекурсоров цинка и олова при различных температурах, определены энергии активации каждого прекурсора и выявлены идеальные условия синтеза. Во время роста методом распылительного пиролиза будут проводились измерения in-situ по разложению прекурсора с использованием растворов низкой молярности для поддержания достаточно низкой скорости роста, чтобы избежать образование пленки на оптическом окне во время роста. Методика спектроскопии анизотропии отражения, предложенная для этого зондирования, проводена на стеклянных предметных стеклах, около 10% поверхности которых функционализировано плазмонным сенсорным материалом. На таких структурах достигнута чувствительность измерения вплоть до поглощения отдельных молекулярных слоев. 4. Используя полученные результаты, синтезировать пленки a-ZTO методом распылительного пиролиза и исследовать его оптоэлектронные свойства. Основные результаты: Используя полученные результаты, пленки a-ZTO синтезированы методом распылительного пиролиза и исследованы их оптоэлектронные свойства

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Шарт бойынша жұмыстың атауы және оны жүзеге асырудың негізгі кезеңдері: 3. Әр прекурсордың активтену энергиясын анықтау және идеалды синтез шарттарын анықтау үшін әртүрлі температурадағы әртүрлі мырыш пен қалайы прекурсорларының активтену энергиясын зерттеy. Негізгі нәтижелер: Әр прекурсордың активтену энергиясын анықталды, синтездің тамаша жағдайларын анықталып, әр түрлі температурада мырыш пен қалайы прекурсорларының активтену энергиясын зерттелді. Өсу кезінде тозаңдатқыш пиролиз әдісімен in-situ өлшемдері өсу кезінде оптикалық терезеде қабыршақтың пайда болуын болдырмау үшін жеткілікті төмен өсу жылдамдығын ұстап тұру үшін төмен молярлы ерітінділерді пайдалана отырып, прекурсордың ыдырауы бойынша жүргізілетін болады. Осы зондтау үшін ұсынылған шағылысу анизотропиясының спектроскопия әдістемесі үстіңгі бетінің 10% -ға жуығы плазмалық сенсорлық материалмен жұмыс істейтін шыны заттық шыныларда жүргізіледі. Мұндай құрылымдарда жекелеген молекулалық қабаттарды сіңіруге дейін өлшеу сезімталдығына қол жеткізілді. 4. Алынған нәтижелерді пайдалана отырып, а-ZTO пленкаларын бүрку пиролизі арқылы синтездеңіз және оның оптоэлектрондық қасиеттерін зерттеy. Негізгі нәтижелер: Алынған нәтижелерді қолдана отырып, a-ZTO пленкаларын бүріккіш пиролиз әдісімен синтездеп және оның оптоэлектрондық қасиеттерін зерттелді

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Прозрачные проводящие оксиды (ППО)– это материалы, обладающие редким сочетанием электропроводности и оптической прозрачности в одном материале. В настоящее время среди наиболее широко используемых ППО видное место занимают оксид индия-олова (ITO) и оксид индия-галлия-цинка (IGZO). Однако содержание индия в этом материале вызывает некоторые опасения, связанные с токсичностью, негибкостью поставок и растущей стоимостью входящих в его состав элементов. Это создает спрос на новое поколение устойчивых, дешевых материалов, которые могут быть синтезированы при пониженных температурах, поскольку это значительно снижает бюджет, следовательно, стоимость производства и неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Мөлдір өткізгіш оксидтер – бұл бір материалда электр өткізгіштік пен оптикалық мөлдірліктің сирек үйлесімі бар материалдар. Қазіргі уақытта ең көп қолданылатын Мөлдір өткізгіш оксидтердін арасында индий-қалайы оксиді (ITO) және индий-галлий-мырыш оксиді (IGZO) ерекше орын алады. Алайда, мазмұны Үндістан осы материалда уыттылыққа, жеткізілімдердің икемсіздігіне және оның құрамдас бөліктерінің қымбаттауына байланысты кейбір алаңдаушылық туғызады. Бұл төмен температурада синтезделетін тұрақты, арзан материалдардың жаңа буынына сұранысты тудырады, өйткені бұл бюджетті айтарлықтай төмендетеді, сондықтан өндіріс құны мен қоршаған ортаға жағымсыз әсер етеді.

Level of implementation (in Russian) : Полученные результаты успешно внедрены и пленки a-ZTO высокого качества синтезированы с помощью спрей пиролиза.

Level of implementation (in Kazakh) : Алынған нәтижелер сәтті енгізілді және спрей пиролизі арқылы жоғары сапалы a-ZTO пленкалары синтезделді.

Efficiency (in Russian) : Работы 3,4 согласно договору выполнены с высокой эффективностью, полностью достигнуты цели и задачи данного этапа. Энергия активации прекурсоров успешно определена и материал синтезирован

Efficiency (in Kazakh) : Келісімшарт бойынша 3 және 4-ші жұмыстар жоғары тиімділікпен аяқталып, осы кезеңнің мақсаттары мен міндеттері толығымен орындалды. Прекурсорлардың активтену энергиясы сәтті анықталып, материал синтезделді

Field of application (in Russian) : Благодаря такому удивительному сосуществованию свойств ППО являются востребованными материалами для широкого спектра применений, включая солнечные батареи, панельные дисплеи, сенсорные экраны, светоизлучающие диоды и прозрачную электронику. Оксидные полупроводники находят все большее применение в широком спектре энергетических, экологических и электронных применений, обладая потенциалом превзойти используемые в настоящее время полупроводники для устройств с большой площадью поверхности и/или низкой стоимости. Однако недостаточная производительность и высокая стоимость, связанная с содержанием индия, являются основным препятствием на пути к созданию полностью оксидной электроники. Довольно часто отбор материалов и осаждение пленок осуществляется методом распылительного пиролиза, который является недорогим в реализации и поэтому доступен для многих лабораторий. Синтез ППО любым методом включает сложные поверхностные реакции, что затрудняет понимание процесса роста, заставляя полагаться только на разнообразную информацию, полученную после роста, то есть ex-situ для определения скорости роста при попытке изменить стехиометрию пленки. Поэтому предложенное исследование фундаментальной взаимосвязи между условиями роста и результирующими оптоэлектронными свойствами, работой выхода, шириной запрещенной зоны и локальной организации атомов перспективного материала a-ZTO имеет большое значение.

Field of application (in Kazakh) : Осындай таңғажайып қатар өмір сүрудің арқасында PPU қасиеттері күн батареялары, панельдік дисплейлер, сенсорлық экрандар, жарық шығаратын диодтар және мөлдір электрониканы қоса алғанда, кең ауқымды қосымшалар үшін сұранысқа ие материалдар болып табылады. Оксидті жартылай өткізгіштер беті үлкен және/немесе құны төмен құрылғылар үшін қазіргі уақытта пайдаланылатын жартылай өткізгіштерден асып түсу әлеуетіне ие бола отырып, энергетикалық, экологиялық және электрондық қолданулардың кең спектрінде барған сайын кеңінен қолданылуда. Алайда өнімділіктің жеткіліксіздігі және үнді құрамымен байланысты жоғары құн толығымен оксидті электрониканы құру жолындағы негізгі кедергі болып табылады. Көбінесе материалдарды іріктеу және пленкаларды тұндыру тозаңдатқыш пиролиз әдісімен жүзеге асырылады, ол іске асыру үшін арзан және сондықтан көптеген зертханалар үшін қол жетімді болып табылады. МӨO синтезі кез келген әдіспен күрделі беттік реакцияларды қамтиды, бұл өсу процесін түсінуді қиындатады, өсуден кейін алынған әр түрлі ақпаратқа, яғни пленканың стехиометриясын өзгертуге тырысу кезінде өсу жылдамдығын анықтау үшін ex-situ-ға сүйенуге мәжбүрлейді. Сондықтан, өсу шарттары мен нәтижелi оптоэлектрондық қасиеттер, шығу жұмысы, тыйым салынған аймақтың енi және перспективалық a-ZTO материалы атомдарының жергiлiктi ұйымдастырылуы арасындағы iргелi өзара байланыстың ұсынылған зерттеуiнiң маңызы зор.