zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences10.47612/0514-7506-2023-90-1-35-42zhps-1212Research ArticleСтатьиОптические свойства и электронные характеристики тонких поликристаллических и аморфных пленок сплава Al4SmOptical Properties and Electronic Characteristics of Polycrystalline and Amorphous Thin Films of the Al4Sm AlloyАкашевЛ. А.AkashevL. A.

Екатеринбург

Ekaterinburg

ПоповН. А.PopovN. A.

Екатеринбург

Ekaterinburg

n168@mail.ruМахневА. А.MakhnevA. A.

Екатеринбург

Ekaterinburg

ВоронцоваЕ. С.VorontsovaE. S.

Екатеринбург

Ekaterinburg

ШевченкоВ. Г.ShevchenkoV. G.

Екатеринбург

Ekaterinburg

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАНInstitute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesИнститут физики металлов имени М. Н. Михеева Уральского отделения РАНM. N. Mikheev Institute of Metal Physics of Ural Branch of the Russian Academy of Sciences2023010220239013542Copyright © Акашев Л.А., Попов Н.А., Махнев А.А., Воронцова Е.С., Шевченко В.Г., 20232023Акашев Л.А., Попов Н.А., Махнев А.А., Воронцова Е.С., Шевченко В.Г.Akashev L.A., Popov N.A., Makhnev A.A., Vorontsova E.S., Shevchenko V.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1212

Исследованы оптические свойства и электронные характеристики рентгеноаморфной и поликристаллической пленок сплава Al4Sm, полученных методом вакуумного термического испарения. Оптические постоянные измерены эллипсометрическим методом Битти в диапазоне 0.248—7.002 мкм. Из спектральных зависимостей оптических постоянных рассчитаны дисперсионные зависимости световой проводимости σ, отражательной способности R, мнимой и действительной частей диэлектрической проницаемости ε1 и ε2, функции характеристических потерь энергии электронов Im(ε)–1. Показано влияние кристаллической структуры сплавов на особенности их оптических спектров. На основе результатов измерений в инфракрасной области спектра по модели двухполосной проводимости рассчитаны электронные характеристики указанных сплавов. 

The optical properties and electronic characteristics of X-ray amorphous and polycrystalline Al4Sm alloy films obtained by vacuum thermal evaporation were studied. The optical constants were measured by the Beattie ellipsometric method in the range of 0.248–7.002 µm. From the spectral dependencies of optical constants, the dispersion dependences of the light conductivity σ, reflectivity R, imaginary and real parts of the dielectric permittivity ε1 and ε2 and functions of characteristic energy loss of electrons Im(ε)–1 were calculated. The effect of the crystal structure of the alloys on the features of their optical spectra was shown. Based on the results of measurements in the infrared region of the spectrum, the electronic characteristics of these alloys were calculated using the two-band conductivity model. 

эллипсометрияоптические свойства поликристаллических и аморфных сплавовхарактеристики электронов проводимостиellipsometryoptical properties of polycrystalline and amorphous alloyscharacteristics of conduction electronsРабота выполнена в соответствии с государственным заданием Института химии твердого тела УрО РАН № АААА-А19-119031890028-0.ReferencesY. He, G.M. Dougherty, G. J. Shiflet, S. J. Poon. Acta Metall, Mater., 41, N 2 (1993) 337—343, https://doi.org/10.1016/0956-7151(93)90064-YY. He, G.M. Dougherty, G. J. Shiflet, S. J. Poon. Acta Metall, Mater., 41, N 2 (1993) 337—343, https://doi.org/10.1016/0956-7151(93)90064-YV. Jambur, C. Tangpatjaroen, J. Xi, J. Tarnsangpradit, M. Gao, H. Sheng, J. H. Perepezko, I. Szlufarska. J. Alloys Compd., 854 (2021) 157266, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157266V. Jambur, C. Tangpatjaroen, J. Xi, J. Tarnsangpradit, M. Gao, H. Sheng, J. H. Perepezko, I. Szlufarska. J. Alloys Compd., 854 (2021) 157266, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157266A. Inoue, T. Masumoto. J. Alloys Compd., 207-208 (1994) 340—348, https://doi.org/10.1016/0925-8388(94)90237-2A. Inoue, T. Masumoto. J. Alloys Compd., 207-208 (1994) 340—348, https://doi.org/10.1016/0925-8388(94)90237-2C. A. Schuh, T. C. Hufnagel, U. Ramamurty. Acta Mater., 55 (2007) 4067—4109, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2007.01.052C. A. Schuh, T. C. Hufnagel, U. Ramamurty. Acta Mater., 55 (2007) 4067—4109, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2007.01.052J. M. Freitag, R. G. Koknaev, R. SabetSharghi, M. Koknaeva, Z. Altounian. J. Appl. Phys., 79 (1996) 3967—3970, http://dx.doi.org/10.1063/1.361824J. M. Freitag, R. G. Koknaev, R. SabetSharghi, M. Koknaeva, Z. Altounian. J. Appl. Phys., 79 (1996) 3967—3970, http://dx.doi.org/10.1063/1.361824A. L. Greer, K. L. Rutherford, I. M. Hutchings. Int. Mater. Rev., 47, N 2 (2002) 87—112, https://doi.org/10.1179/095066001225001067A. L. Greer, K. L. Rutherford, I. M. Hutchings. Int. Mater. Rev., 47, N 2 (2002) 87—112, https://doi.org/10.1179/095066001225001067Y. G. Wang, Y. J. Li, S. P. Pan, B. D. Fu, J. Y. Qin, W. M. Wang. Int. J. Electrochem. Sci., 11 (2016) 3512—3531, doi: 10.20964/110429Y. G. Wang, Y. J. Li, S. P. Pan, B. D. Fu, J. Y. Qin, W. M. Wang. Int. J. Electrochem. Sci., 11 (2016) 3512—3531, doi: 10.20964/110429A. Inoue. Progr. Mater. Sci., 43 (1998) 365—520, https://doi.org/10.1016/S0079-6425(98)00005-XA. Inoue. Progr. Mater. Sci., 43 (1998) 365—520, https://doi.org/10.1016/S0079-6425(98)00005-XF. Meng, Y. Sun, F. Zhang, B. Da, C. Wang, M. J. Kramer, K. Ho, D. Sun. Phys. Rev. Mater., 5 (2021) 0434021—0434028, doi: 10.1103/PhysRevMaterials.5.043402F. Meng, Y. Sun, F. Zhang, B. Da, C. Wang, M. J. Kramer, K. Ho, D. Sun. Phys. Rev. Mater., 5 (2021) 0434021—0434028, doi: 10.1103/PhysRevMaterials.5.043402P. Rizzi, M. Baricco, L. Battezzati, P. Schumacher, A. L. Greer. Mater. Sci. Forum, 195 (1995) 111—116, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.195.111P. Rizzi, M. Baricco, L. Battezzati, P. Schumacher, A. L. Greer. Mater. Sci. Forum, 195 (1995) 111—116, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.195.111Y. E. Kalay, L. S. Chumbley, I. E. Anderson. J. Non-Crystal. Solids, 354 (2008) 3040—3048, https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2007.12.006Y. E. Kalay, L. S. Chumbley, I. E. Anderson. J. Non-Crystal. Solids, 354 (2008) 3040—3048, https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2007.12.006J. Q. Guo, K. Ohtera, K. Kita, J. Nagahora, N. S. Kazama. Mater. Lett., 24 (1995) 133—138, https://doi.org/10.1016/0167-577X(95)00066-6J. Q. Guo, K. Ohtera, K. Kita, J. Nagahora, N. S. Kazama. Mater. Lett., 24 (1995) 133—138, https://doi.org/10.1016/0167-577X(95)00066-6F. Q. Meng, S. H. Zhou, R. T. Ott, M. J. Kramer, R. E. Napolitano. Material, 9 (2020) 100595, https://doi.org/10.1016/j.mtla.2020.100595F. Q. Meng, S. H. Zhou, R. T. Ott, M. J. Kramer, R. E. Napolitano. Material, 9 (2020) 100595, https://doi.org/10.1016/j.mtla.2020.100595N. Wang, Y. E. Kalay, R. Trivedi. Acta Mater., 59 (2011) 6604—6619, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2011.07.015N. Wang, Y. E. Kalay, R. Trivedi. Acta Mater., 59 (2011) 6604—6619, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2011.07.015Z. Ye, F. Zhang, Y. Sun, M. I. Mendelev, R. T. Ott, E. Park, M. F. Besser, M. J. Kramer, Z. Ding, C.-Z. Wang, K.-M. Ho. Appl. Phys. Lett., 106 (2015) 1019031(1—4), https://doi.org/10.1063/1.4914399Z. Ye, F. Zhang, Y. Sun, M. I. Mendelev, R. T. Ott, E. Park, M. F. Besser, M. J. Kramer, Z. Ding, C.-Z. Wang, K.-M. Ho. Appl. Phys. Lett., 106 (2015) 1019031(1—4), https://doi.org/10.1063/1.4914399S. H. Zhou, F. Q. Meng, M. J. Kramer, R. T. Ott, F. Zhang, Z. Ye, S. Jain, R. E. Napolitano. Mater. Today Commun., 21 (2019) 100673, https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2019.100673S. H. Zhou, F. Q. Meng, M. J. Kramer, R. T. Ott, F. Zhang, Z. Ye, S. Jain, R. E. Napolitano. Mater. Today Commun., 21 (2019) 100673, https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2019.100673L. Zhao, G. B. Bokas, J. H. Perepezko, I. Szlufarska. Acta Mater., 142 (2018) 1—7, https://doi.org/10.1007/s10853-018-2393-2L. Zhao, G. B. Bokas, J. H. Perepezko, I. Szlufarska. Acta Mater., 142 (2018) 1—7, https://doi.org/10.1007/s10853-018-2393-2M. Pont, T. Puig, K. V. Rao, A. Inoue. J. Appl. Phys., 71 (1992) 4991, https://doi.org/10.1063/1.350598M. Pont, T. Puig, K. V. Rao, A. Inoue. J. Appl. Phys., 71 (1992) 4991, https://doi.org/10.1063/1.350598L. Battezzati, M. Baricco. Mater. Sci. Eng. A, 179/A-180 (1994) 600—604, https://doi.org/10.1016/0921-5093(94)90275-5L. Battezzati, M. Baricco. Mater. Sci. Eng. A, 179/A-180 (1994) 600—604, https://doi.org/10.1016/0921-5093(94)90275-5А. И. Киселев, Л. А. Акашев, Н. А. Попов. Физикохимия поверхности и защита материалов, 58, № 2 (2022) 189—198 [A. I. Kiselev, L. A. Akashev, N. A. Popov. Protection of Metals and Phys. Chem. Surfaces, 58, N 2 (2022) 308—317], https://doi.org/10.1134/S2070205122020083, https://sciencejournals.ru/view-article/?j=zamet&y=2022&v=58&n=2&a=ZaMet2202008KiselevА. И. Киселев, Л. А. Акашев, Н. А. Попов. Физикохимия поверхности и защита материалов, 58, № 2 (2022) 189—198 [A. I. Kiselev, L. A. Akashev, N. A. Popov. Protection of Metals and Phys. Chem. Surfaces, 58, N 2 (2022) 308—317], https://doi.org/10.1134/S2070205122020083, https://sciencejournals.ru/view-article/?j=zamet&y=2022&v=58&n=2&a=ZaMet2202008KiselevА. В. Ржанов. Основы эллипсометрии, Новосибирск, Наука (1979) 61—66А. В. Ржанов. Основы эллипсометрии, Новосибирск, Наука (1979) 61—66L. A. Akashev, V. I. Kononenko, V. E. Sidorov, P. Svec, D. Janickovic. J. Phys.: Conf. Ser., 98, 062012 (2008) 1—4, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/98/6/062012L. A. Akashev, V. I. Kononenko, V. E. Sidorov, P. Svec, D. Janickovic. J. Phys.: Conf. Ser., 98, 062012 (2008) 1—4, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/98/6/062012Л. А. Акашев, Н. А. Попов, В. Г. Шевченко. Журн. прикл. спектр., 85, № 4 (2018) 570—575 [L. A. Akashev, N. A. Popov, V. G. Shevchenko. J. Appl. Spectr., 85, N 4 (2018) 624—629], https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/282, https://doi.org/10.1007/s10812-018-0696-3Л. А. Акашев, Н. А. Попов, В. Г. Шевченко. Журн. прикл. спектр., 85, № 4 (2018) 570—575 [L. A. Akashev, N. A. Popov, V. G. Shevchenko. J. Appl. Spectr., 85, N 4 (2018) 624—629], https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/282, https://doi.org/10.1007/s10812-018-0696-3Л. А. Акашев, Н. А. Попов, В. Г. Шевченко. Журн. прикл. спектр., 87, № 1 (2020) 154—162 [L. A. Akashev, N. A. Popov, V. G. Shevchenko. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 134—142], https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/465, https://doi.org/10.1007/s10812-020-00974-8Л. А. Акашев, Н. А. Попов, В. Г. Шевченко. Журн. прикл. спектр., 87, № 1 (2020) 154—162 [L. A. Akashev, N. A. Popov, V. G. Shevchenko. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 134—142], https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/465, https://doi.org/10.1007/s10812-020-00974-8Л. А. Акашев, Н. А. Попов, В. Г. Шевченко. Опт. и спектр., 129, вып. 7 (2021) 848—856 [L. A. Akashev, N. A. Popov, V. G. Shevchenko. Opt. and Spectr., 129 (2021) 881—889], http://dx.doi.org/10.21883/OS.2021.07.51075.1614-21Л. А. Акашев, Н. А. Попов, В. Г. Шевченко. Опт. и спектр., 129, вып. 7 (2021) 848—856 [L. A. Akashev, N. A. Popov, V. G. Shevchenko. Opt. and Spectr., 129 (2021) 881—889], http://dx.doi.org/10.21883/OS.2021.07.51075.1614-21

The authors declare that there are no conflicts of interest present.