Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Исследованы оптические свойства нестехиометрических оксидов титана TiO2-δ с различной величиной отклонения от стехиометрии дельта. Плёнки синтезированы методом ионно-лучевого распыления-осаждения. Состав плёнок определён методом рентгеновский фотоэлектронной спектроскопии. Установлена взаимосвязь оптических параметров (n, k) плёнок с их составом (дельта). Обнаружено, что отжиг плёнок состава дельта≈0.58 +-0.02 при температурах 350÷600С, приводит к существенному возрастанию поглощения в ТГц области спектра из-за, как следует из данных сканирующей электронной микроскопии, роста в плёнках кристаллов пластинчатой формы микронных размеров.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В настоящее время актуальным направлением является создание приемников терагерцового диапазона электромагнитного излучения. Практическое применение терагерцевое излучение нашло в системах безопасности. Однако разработка таких приёмников связана с техническими сложностями из-за слабого поглощения в функциональных слоях микроболометров. Для изготовления приёмников терагерцового излучения в качестве чувствительного слоя используется в основном диоксид ванадия VO2 или аморфный кремний (a-Si). Однако нестабильность электрического сопротивления VO2 приводит к низкому выходу годных структур при массовом производстве и, следовательно, к увеличению издержек производства, несмотря на высокое значение величины температурного коэффициента сопротивления (ТКС) и низкий уровень величины 1/f шума. Плёнки аморфного кремния имеют высокий ТКС, но высокий уровень 1/f шума. Кроме этого нанесение аморфного кремния легированного до заданного уровня проводимости является технологически сложным процессом. В нашей работе мы предлагаем использовать в качестве активного слоя болометра нестехиометрические оксиды титана TiO2-δ (δ<2), которые обладают уникальными свойствами благодаря их структурным особенностям. Ожидается, что затраты и сложности технологического процесса их изготовления окажутся ниже, чем для VO2 и a-Si. В данной работе была отработана технология нанесения тонких плёнок нестехиометрических оксидов титана методом ионно-лучевого распыления- осаждения с прецизионным контролем состава. Получена зависимость слоевого сопротивления нестехиометрических плёнок TiO2-δ от параметра δ для исходных и отожжённых плёнок. Установлено, что эта зависимость носит перколяционный характер, и при отжиге порог перколяции сдвигается в сторону больших значений δ. Зависимость температурного коэффициента сопротивления от слоевого сопротивления Rs в логарифмических координатах оказалась линейной, как для исходных плёнок, так и для отожженных плёнок, причём наклон обеих зависимостей совпал. Это показало то, что механизм проводимости в обоих случаях одинаковый, а аморфная фаза, разделяющая кластеры в отожжённых плёнках, близка по составу к предельному оксиду TiO2. Однослойные плёнки нестехиометрических оксидов титана продемонстрировали, сравнимую с традиционным материалом на основе диоксида ванадия, чувствительность к тепловому воздействию. Величины ТКС для плёнок TiO2-δ ( δ=0.11÷0.58) составили от 1.5% до 2.5%. с приемлемое для электронного обрамления удельным сопротивление. Был изготовлен макет микроболометра с размещением TiO2-δ чувствительной плёнки на SiO2/Si3N4 мембране. Вольт - ваттная чувствительность микроболометра составила 1400 V/W при облучении ТГц излучением с длинной волны 142um. Показано, что использование нестехиометрических оксидов титана в качестве материала для болометров терагерцового излучения представляет собой перспективное направление, способное впоследствии улучшить характеристики таких устройств и внести значительный вклад в развитие этой области.