Bixbyite-Ta2N2O film prepared by HiPIMS and postdeposition annealing: Structure and properties

Zobrazit minimální záznam

dc.contributor.author Capek, J
dc.contributor.author Batkova, S
dc.contributor.author Matas, M
dc.contributor.author Kos, S
dc.contributor.author Kozak, T
dc.contributor.author Haviar, S
dc.contributor.author Houska, J
dc.contributor.author Schusser, J
dc.contributor.author Minar, J
dc.contributor.author Dvořák, Filip
dc.contributor.author Zeman, P
dc.date.accessioned 2021-05-24T15:39:33Z
dc.date.available 2021-05-24T15:39:33Z
dc.date.issued 2020
dc.identifier.issn 0734-2101
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10195/77493
dc.description.abstract High-power impulse magnetron sputtering of a Ta target in precisely controlled Ar +O 2 +N 2 gas mixtures was used to prepare amorphous N-rich tantalum oxynitride (Ta-O-N) films with a finely varied elemental composition. Postdeposition annealing of the films at 900 degrees C for 5 min in vacuum led to their crystallization without any significant change in the elemental composition. The authors show that this approach allows preparation of a Ta-O-N film with a dominant Ta 2N 2O phase of the bixbyite structure. As far as the authors know, this phase has been neither experimentally nor theoretically reported yet. The film exhibits semiconducting properties characterized by two electrical (indirect or selection-rule forbidden) bandgaps of about 0.2 and 1.0 eV and one optical (direct and selection-rule allowed) bandgap of 2.0 eV (suitable for visible-light absorption up to 620 nm). This observation is in good agreement with the carried out ab initio calculations and the experimental data obtained by soft and hard X-ray photoelectron spectroscopy. Furthermore, the optical bandgap is appropriately positioned with respect to the redox potentials for water splitting, which makes this material an interesting candidate for this application. eng
dc.format "033409-1"-"033409-10"
dc.language.iso eng
dc.publisher American Institute of Physics eng
dc.relation.ispartof Journal of Vacuum Science & Technology. A: International Journal Devoted to Vacuum, Surfaces, and Films, volume 38, issue: 3 eng
dc.rights Článek ve verzi „published“ není přístupný. cze
dc.subject o-n films eng
dc.subject thin-films eng
dc.subject mechanical-properties eng
dc.subject tantalum oxynitride eng
dc.subject metastable polymorph eng
dc.subject crystal-structure eng
dc.subject taon eng
dc.subject semiconductors eng
dc.subject coatings eng
dc.subject dc eng
dc.subject vrstvy Bixbyite-Ta2N2O cze
dc.subject HiPIMS cze
dc.subject žíhání cze
dc.subject výpočty ab initio cze
dc.subject fotokatalytický rozklad vody cze
dc.title Bixbyite-Ta2N2O film prepared by HiPIMS and postdeposition annealing: Structure and properties eng
dc.title.alternative Vrstvy Ta2N2O se strukturou bixbyite připravené pomocí HiPIMS a následného žíhání: struktura a vlastnosti cze
dc.type article eng
dc.description.abstract-translated Vysokovýkonové pulzní magnetronové rozprašování Ta terče v přesně kontrolovaných směsích Ar + O2 + N2 bylo použito k přípravě amorfních vrstev oxynitridů tantalu (Ta-O-N) bohatých na N s jemně řízeným prvkovým složením. Následné žíhání vrstev při teplotě 900 °C po dobu 5 min ve vakuu vedlo k jejich krystalizaci při zachování jejich prvkového složení. Autoři ukazují, že tento přístup umožňuje přípravu vrstev Ta–O–N s dominantní fází Ta2N2O se strukturou typu bixbyite. Pokud víme, tato fáze nebyla doposud experimentálně prokázána ani teoreticky předpovězena. Vrstva vykazuje polovodičové vlastnosti, které jsou charakterizovány pomocí dvou elektrických zakázaných pásů o hodnotách 0.2 a 1.0 eV a jednoho optického zakázaného pásu o hodnotě 2.0 eV (vhodný pro absorpci viditelného světla o vlnové délce až 620 nm). Toto pozorování je v dobrém souladu s provedenými výpočty ab initio a experimentálními daty získaných pomocí metody fotoelektronové spektroskopie. Navíc, pozice optického zakázaného pásu je vhodná vzhledem k redoxním potenciálům pro rozklad vody, což tento materiál dělá vhodného kandidáta pro tuto aplikaci. cze
dc.peerreviewed yes eng
dc.publicationstatus published version eng
dc.identifier.doi 10.1116/6.0000066
dc.relation.publisherversion https://avs.scitation.org/doi/full/10.1116/6.0000066
dc.project.ID EF16_013/0001829/Modernizace a upgrade infrastruktury CEMNAT cze
dc.identifier.wos 000529406300001
dc.identifier.scopus 2-s2.0-85084056413
dc.identifier.obd 39884947


Tento záznam se objevuje v následujících kolekcích

Zobrazit minimální záznam

Vyhledávání


Rozšířené hledání

Procházet

Můj účet