Электронные неустойчивости в соединениях переходных металлов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи УДК 537 311 322 538 395

Пергамент Александр Лионович

ЭЛЕКТРОННЫЕ НЕУСТОЙЧИВОСТИ В СОЕДИНЕНИЯХ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

□□3175184

Санкт-Петербург 2007

003175184

Работа выполнена на кафедре физической электроники государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им А И Герцена»

Научный консультант:

доктор физико-математических наук, профессор Самуил Давидович Ханин

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Павел Павлович Коноров

доктор физико-математических наук, профессор Евгений Борисович Шадрин

доктор технических наук,

профессор Валентин Петрович Афанасьев

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Защита состоится « » ноября 2007 г в ТО часов на заседании диссертационного совета Д 212 19921 в Российском государственном педагогическом университете им А И Герцена по адресу 191186, г Санкт-Петербург, наб р Мойки, д 48, корп 3, ауд 20

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Российского государственною педагогического университета им А И Герцена

Автореферат разослан

»

октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат физико-математических наук, доцент

Н И Анисимова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Соединения переходных металлов (оксиды, сульфиды, халькогениды и др) представляют значительный интерес для научных исследований и являются перспективными материалами с точки зрения их использования в различных областях техники, что связано с их разнообразными, подчас уникальными свойствами Переходные металлы, проявляя переменную валентность, образуют, например, в соединениях с кислородом, как правило, целый ряд оксидов, обладающих широким спектром физических свойств Эти вещества могут находиться как в металлическом, так и в неметаллическом состояниях Так, аморфные слои ТагСЬ и №>205 являются превосходными диэлектриками и используются в качестве таковых в оксидных конденсаторах Низшие оксиды Ъ, АУ, Мо, № проявляют металлические свойства, а при легировании могут быть даже сверхпроводниками Одними из выразительных свойств соединений переходных металлов являются электронные неустойчивости, такие как фазовый переход металл-изолятор (ПМИ) и эффект электрического переключения

В физике соединений переходных металлов электронные неустойчивости связаны со спецификой поведения ¿-электронов Малая пространственная протяженность волновых функций ё-электронов приводит к образованию узких зон, а поведение электронов в таких зонах характеризуется сильными межэлекгронными корреляциями Именно последними объясняют во многих случаях механизм ПМИ [1]

Таким образом, проблема изучения электронных неустойчивостей в соединениях переходных металлов находится на стыке различных актуальных областей физики конденсированного состояния — физики сильно коррелированных систем, нелинейных явлений, фазовых переходов в твердых телах

Наряду с научным интересом, эти явления представляют и значительный практический интерес, обусловленный возможностью разработки на их основе целого ряда электронных устройств В этой связи соединения переходных металлов, проявляющие эффекты электронных неустойчивостей, должны занять свое достойное место в ряду новых материалов, определяющих перспективы развития современной электронной техники

По сравнению с хорошо изученными в части электрического переключения халькогенидными стеклообразными полупроводниками (ХСП), в соединениях переходных металлов переключение исследовано недостаточно Вместе с тем, поскольку в данных соединениях наблюдаются переходы металл-изолятор, в отличие от ХСП, в которых ПМИ отсутствует, но, тем не менее, привлекается для объяснения переключения [2], можно полагать, что модельные представления, которые развиваются на основе исследования электронных неустойчивостей в соединениях переходных металлов, будут иметь достаточно общий характер В этом смысле соединения переходных металлов могут рассматриваться как модельный объект в физике электронных неустойчивостей конденсированных систем

В настоящее время установившихся общепринятых представлений об электронных неустойчивостях в соединениях переходных металлов нет Так, даже в физике наиболее изученного в плане ПМИ диоксида ванадия отсутствует согласие относительно инициирующего переход фактора [1] С одной стороны, в монокристаллах У02, где ПМИ

происходит при температуре Т, = 340 К и является фазовым переходом первого рода, высокотемпературная металлическая фаза имеет тетрагональную структуру рутила, в которой каждый атом ванадия расположен в центре кислородного октаэдра, а ниже температуры Т( происходит изменение симметрии решетки - переход от тетрагональной к моноклинной сингонии Отличительной чертой моноклинной фазы является спаривание атомов ванадия вдоль одной из кристаллографических осей Такое искажение решетки можно рассматривать как удвоение размера элементарной ячейки, что дает основание некоторым исследователям трактовать ПМИ в УОг как структурную неустойчивость типа перехода Пайерлса С другой стороны, как в высокотемпературной, так и в низкотемпературной фазах сильны электронные корреляции, которые играют важную роль в формировании электронной структуры материала так, что определяющим может являться механизм ПМИ, отвечающий модели Мотта. Таким образом, проблема ПМИ в соединениях переходных металлов нуждается в дальнейших исследованиях

Как и ПМИ, эффект переключения проявляется в переходе соединения из состояния с низкой электропроводностью в высокопроводящее состояние Центральная идея данной работы состоит во взаимосвязи между переходом металл-изолятор и электронным переключением в соединениях переходных металлов Развитие этой идеи связано с изучением ПМИ в неравновесных условиях, в том числе, в сильных электрических полях и в условиях генерации неравновесных носителей заряда, а ее аргументация осуществляется на основе разностороннего исследования широкого круга разнообразных, представительных по составу и структуре материалов данного класса

Цель работы заключалась в установлении общих закономерностей явлений электронных неустойчивостей в широком круге соединений переходных металлов и в развитии адекватных им модельных представлений

В задачи работы входило

1) разработка и реализация экспериментальных методик, необходимых для установления закономерностей и механизмов эффекта переключения,

2) экспериментальное установление основных закономерностей процессов переключения в аморфных пленках и кристаллах соединений переходных металлов, а также в композитном полимероподобном материале на основе гидратированного пентаоксида ванадия (У205-геле),

3) изучение ПМИ в исследуемых материалах в условиях сильного электрического поля и контролируемой инжекции электронов,

4) разработка модельных представлений о механизмах явлений электронных неустойчивостей в соединениях переходных металлов,

5) практические приложения результатов исследования

Научная новизна результатов исследования заключается в следующем В отличие от предшествующих работ по электронным неустойчивостям в соединениях переходных металлов, где изучались отдельные оксиды в узком диапазоне изменения внешних условий, в настоящей работе проблема изучается на широком круге объектов, представительных по своему строению и свойствам для всего класса соединений переходных металлов, в различных и широко изменяющихся внешних условиях, в том числе при низких температурах в сочетании с сильными электрическими полями, а также при контролируемой электронной инжекции Это позволило выявить целый ряд новых

закономерностей в изучаемом классе материалов, а также разработать и обосновать модельные представления о механизмах электронных неустойчивостей в них

К числу новых установленных закономерностей относятся

- наличие эффекта переключения в широком классе аморфных, кристаллических и композитных материалов на основе соединений переходных металлов, в целом ряде которых, а именно - в аморфных оксидах Ре, 7.г, Мо, W, Ш", Мп и У, в кристаллических ШгЛ ве, N182 8е и УгОз Сг - переключение обнаружено впервые

- вольт-амперные характеристики различного типа в разных соединениях в-типа (в оксидах V, Т1, Ре, №>, Мо, Щ Та, в Си1г284 8е и в У205-геле), М-типа (в оксидах Ъх, Мп, У и в N182 8е) и с комбинированным «8-№> переключением (в У20з Сг),

- стремление порогового напряжения переключения к нулю при температуре Тц,, соответствующей температуре фазового перехода металл-изолятор Т^

- наличие времени задержки при работе сэндвич-структур на основе соединений переходных металлов в импульсном режиме, которое стремится к бесконечности, когда амплитуда импульса приближается к статическому пороговому напряжению и экспоненциально уменьшается с ростом напряжения,

- переключение У02 в металлическое состояние при управляемой инжекции электронов, когда концентрация носителей заряда достигает значений, соответствующих по порядку величины концентрации электронов, отвечающей переходу металл-изолятор в модели Мотта,

- наличие эффекта переключения в диоксиде ванадия при низких температурах в сильных электрических полях, когда температура в канале переключения не достигает температуры перехода Ть а концентрация носителей заряда соответствует этому переходу,

- уменьшение критической концентрации, соответствующей переключению, с ростом напряженности электрического поля,

- изменения оптических и электрических свойств гидратированного пентаоксида ванадия, которые могут быть охарактеризованы как внутренний электрохромный эффект

Разработана и обоснована модель механизма переключения в соединениях переходных металлов, основанная на представлениях о том, что переключение обусловлено переходом металл-изолятор, индуцированном электронными эффектами в сильном электрическом поле, которая описывает экспериментально установленные в работе закономерности Из критерия Мотта для перехода металл-изолятор получено выражение для корреляционной длины, позволяющее оценить эту величину для диоксида ванадия Полученные значения -15-20 А вблизи перехода и 1-2 А в диэлектрическом состоянии - подтверждают ведущую роль электронно-корреляционных эффектов в ПМИ в У02

На защиту выносятся следующие основные положения.

1) Для развития представлений о природе характерных для соединений переходных металлов физических процессов, ответственных за электронные неустойчивости в них, необходимо расширение как круга изучаемых объектов, включая в него представительные по своему строению и свойствам для этого класса материалы, так и условий эксперимента, в том числе определение закономерностей нелинейных явлений при низких температурах в сочетании с сильными электрическими полями, а также при

контролируемой электронной инжекции с использованием определенных экспериментальных методик

2) В тонких пленках высших оксидов V, Т1, Бе, №>, Мо, W, Щ и Та после предварительного термоэлектрического нагружения (электрической формовки) в сэндвич-структурах имеет место пороговое переключение с 8-образной вольт-амперной характеристикой, а в оксидах Ъх, Мп и У - с И-образной ВАХ При электрической формовке в пленках происходят электрохимические процессы, приводящие к образованию кристаллических каналов, состоящих из низших оксидов в структурах на основе V, Ре, Т1, № и XV радиусом от 1 до 10 мкм В других исследованных оксидах при электрической формовке также происходит образование каналов переключения, характеризующихся повышенной проводимостью

3) Механизм переключения в тонких пленках оксидов переходных металлов связан с переходом металл-изолятор типа перехода Мотта в каналах переключения, что подтверждается наличием эффекта при достижении концентрации носителей заряда, соответствующей критической концентрации в модели Мотга

4) В сильных электрических полях (~106 В/см) происходит увеличение концентрации носителей заряда в каналах переключения до критических значений, соответствующих ПМИ Мотта, при температурах меньших температуры перехода (например, в У02 при Т<Г1=340 К) С увеличением напряженности электрического поля имеет место уменьшение критической концентрации носителей заряда, при которой происходит ПМИ и, соответственно, переключение, что обусловлено исчезновением связанных электронных состояний

5) Выражение для корреляционной длины полученное из критерия Мотта для перехода металл-изолятор, совпадает по форме с выражением для длины когерентности в теории сверхпроводимости, а оценки величины £ для диоксида ванадия при переходе его в металлическое состояние (15-20 А) и в диэлектрическом состоянии (1-2 А) подтверждают ведущую роль электронно-корреляционных эффектов в ПМИ

6) Монокристаллы У20з Сг, N182 8е и Си1г284 Бе и сэндвич структуры на основе композитного полимероподобного материала (ксерогеля У20з) обнаруживают переключение с ВАХ как 8- так и ¡Ч-типа, которые обусловлены переходами металл-изолятор в (V] *Сгх)20з с х=0,012, в №82-х8ех с х=0,45, в СикА^е* с х=0,10-0,55 и в УОг-канале, образующемся в пленке УгС^хпНгО при электроформовке Изменения оптических и электрических свойств пленок У205хпН20, наблюдающиеся при напряжениях ниже напряжения элекгроформовки, обусловлены перераспределением протонов внутри образца и могут быть охарактеризованы как внутренний электрохромный эффект

7) При электронно-лучевом воздействии происходит модификация физико-химических свойств аморфных пленок оксидов переходных металлов, что может быть использовано как для создания новых неорганических резистов с высокой чувствительностью (10-100 мкКл/см2) и высоким разрешением (< 100 нм), так и для нанолитографии непосредственно по оксиду ванадия Низкая пороговая доза облучения может быть связана с электронным возбуждением перехода металл-изолятор в У02 В сочетании с открывающимися подходами к разработке миниатюрных, быстродействующих электронных переключательных устройств и чувствительных

элементов датчиков на основе соединений переходных металлов, использование указанного эффекта перспективно в плане развития интегральной электроники

Из совокупности сформулированных положений следует, что в диссертации решена крупная научно-техническая проблема физики конденсированного состояния, имеющая важное хозяйственное значение - установлены закономерности и развиты модельные представления о механизмах переключения и фазового перехода металл-изолятор в сильно коррелированных системах, каковыми являются соединения переходных металлов, что вносит существенный вклад в физику таких систем и открывает новые подходы к разработке научных основ практических приложений материалов, проявляющих электронные неустойчивости

Теоретическая значимость работы определяется тем, что полученные в ней результаты дают обширный экспериментальный материал для развития представлений о физических механизмах явлений электронного переключения и фазового перехода металл-изолятор в соединениях переходных металлов, а также имеют большое значение для разработки теоретических основ конструирования и технологии изготовления электронных устройств на основе данных материалов

Модельные представления, разработанные для интерпретации экспериментальных результатов исследования эффекта переключения в соединениях переходных металлов, могут иметь приложение в физике электронных неустойчивостей в материалах других классов

Практическая значимость

Полученные в работе результаты составляют научную базу для создания электронных переключательных устройств на основе соединений переходных металлов с ВАХ 8- и И-типа и чувствительных элементов сенсорных систем, характеризуемых малыми размерами, высоким быстродействием, низкой пороговой мощностью и совместимостью с современной интегральной технологией Наличие у таких устройств необходимых функциональных свойств подтверждено на опытных образцах, в частности, на созданных макетных устройствах электронных переключателей и датчиков температуры, превосходящих по основным параметрам существующие аналоги

Показано что в трехэлектродных структурах БьвЮг-УСЬ, созданных и использованных в работе для изучения электронного управления переходом металл-изолятор при лавинной инжекции, имеют место эффекты транзисторного и тиристорного типа

Обнаруженный в работе внутренний электрохромный эффект в композитном материале - ксерогеле УгОзхпНгО - позволяет реализовать безэлектролитные электрохромные индикаторы

Показана возможность модификации свойств оксидов переходных металлов при электронно-лучевом воздействии, на основе чего предложены физические принципы технологии изготовления высокочувствительных резистов для нанолитографии, а также напо-приборов с переключением и электронным управлением переходом металл-изолятор

Результаты работы могут быть использованы в учебном процессе при подготовке студентов и аспирантов в области физики конденсированного состояния В настоящее время они используются в преподавании дисциплин «Коллективные эффекты в твердых телах и плазме» и «Физические основы получения информации», в лабораторном практикуме «Физическое материаловедение» для студентов 3-6 курсов

Физико-технического факультета ПетрГУ, при подготовке магистров по направлению «Физика конденсированного состояния» в РГПУ им А И Герцена, а также при выполнении студентами курсовых и дипломных работ, а магистрантами и аспирантами - диссертационных работ

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов обеспечивались выбором в качестве объектов исследования широкого круга разнообразных соединений переходных металлов, комплексным характером исследования, адекватностью экспериментальных методик поставленным задачам, воспроизводимостью результатов измерений, использованием для интерпретации экспериментальных результатов современных модельных представлений, а также сопоставлением с имеющимися литературными данными по проблеме исследования

Личный вклад автора Диссертация является обобщением результатов исследований, выполненных автором в 1985-2007 гг В совместных с сотрудниками работах автору принадлежит постановка задачи, проведение большинства экспериментов, разработка теоретических моделей механизмов переключения в соединениях переходных металлов и перехода металл-изолятор в диоксиде ванадия, обобщение полученных результатов

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на семинарах в ПетрГУ (Петрозаводск), ФТИ им А Ф Иоффе РАН и РГПУ им А И Герцена (Санкт-Петербург), а также на следующих конференциях

- II и Ш Всесоюзные и IV Всероссийская конференция "Физика окисных пленок" (г Петрозаводск, 1987, 1991 и 1994 г), Международная научно-техническая конференция "Электронная релаксация и кинетические явления в твердых телах" (г Сочи, 1991 г), International Conference "Fullerenes and Atomic Clusters" (S-Petersburg, Russia, 1993), International Symposium on Advanced Materials for Optics and Optoelectronics (Prague, Czechia, 1995), Международная научно-техническая конференция по физике твердых диэлектриков «Диэлектрихи-97» (СПбГТУ, Санкт-Петербург, 1997) и 9-я Международная конференция "Физика диэлектриков 2000" (Санкт-Петербург, РГПУ им А И Герцена, 2000), International conference on solid state crystals (Poland, Warsaw, 1998), 7th Nordic Conference in Laser Processing of Materials, (Lappeenranta, Finland, 1999), 7 Международная конференция "Физика и технология тонких пленок" (Ивано-Франковск, Украина, 1999), II, III, IV и V Международные конференции "Аморфные и микрокристаллические полупроводники" (Санкт-Петербург, 2000, 2002, 2004 и 2006 г ), Всероссийские научные конференции «Физика низкотемпературной плазмы» ФНТП-2001 и ФНТП-2004 (Петрозаводск, 2001 и 2004), Всероссийская научная конференция «Физика полупроводников и полуметаллов ФШ1-2002» (Санкт-Петербург, РГПУ им А И Герцена, 2002), I, II и III Всероссийские конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (ФАГРАН) (Воронеж, 2002,2004 и 2006), 5th International Conference on Solid State Chemistry - SSC 2002 (Bratislava, Slovakia,

2002), XXXVII annual conference of the Finnish Physical Society (2003, Helsinki, Finland), Международный симпозиум «Тонкие пленки в оптике и электронике» (Харьков, Украина,

2003), 20th General Conference of Condensed Matter Division EPS (Prague, Czechia, 2004), 13th Int Congress on Thin Films, 8a Int Conf on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures ICTF 13/ACSIN 8 (Stockholm, Sweden, 2005), Int Conf on Strongly Coupled

Coulomb Systems SCCS-2005 (Moscow, Russia, 2005), Восьмой международной симпозиум "TEXHOMAT & ИНФОТЕЛ 2006, Материалы, Методы и Технологии" (Болгария, Солнечный Берег, 2006), XXXTV совещание по физике низких температур НТ-34 (Ростов-на-Дону, 2006), 10-я Международная научная конференция "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" ПЭМ-2006 (Таганрог, 2006)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 72 печатных работы, из них 40 статей в российских и международных рецензируемых журналах, 1 монография и 1 глава в коллективной монографии

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения Полный объем составляет 302 страницы, в том числе 134 рисунка, 7 таблиц и список литературы (303 ссылки) на 29 страницах

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна, практическая и теоретическая значимость полученных результатов, основные положения, выносимые на защиту

Первая глава «Эффект переключения в аморфных пленках оксидов переходных металлов» посвящена результатам исследования закономерностей переключения в структурах металл-оксид-металл (MOM)

В первом разделе данной главы представлен краткий обзор современного состояния исследований эффектов электронного переключения в оксидах переходных металлов, оксидных стеклах, а также в ХСП, где эти эффекты изучены наиболее полно Указывается на то, что, в отличие от некристаллических полупроводников, относительно соединений переходных металлов в литературе имеются отрывочные, не систематизированные, часто противоречивые экспериментальные данные, относящиеся к отдельным оксидам, интерпретируемые с позиций различных модельных представлений, в том числе, электротермического механизма и модели электронно-фазового перехода Электротермическая теория переключения является обобщением термисторной модели на случай неоднородного распределения температуры и сильного электрического поля, влияющего на проводимость В модели электрошю-фазового перехода постулируется зависимость ширины щели в энергетическом электронном спектре полупроводника от концентрации свободных электронов

Во втором разделе обоснован выбор изучаемых материалов и дано описание методик получения опытных образцов и экспериментального исследования их свойств В качестве образцов выступали аморфные пленки оксидов переходных металлов (V, Ti, Fe, Nb, Mo, W, Hf, Zr, Mn, У, Та), полученные методом электрохимического оксидирования Выбор в качестве объектов исследования оксидов данных металлов обусловлен тем фактом, что они являются представительными для всего класса оксидов переходных металлов представлены элементы всех групп и рядов периодической системы с незаполненными d-оболочками, среди оксидов данных металлов есть как типичные диэлектрики (например, Та205, Nb205), так и соединения, проявляющие полупроводниковые свойства (Fe2C>3, Mn02), а в целом ряде низших оксидов данных металлов наблюдаются переходы металл-изолятор (V02, Ti2C>3 и др )

Выбор метода электрохимического окисления продиктован тем, что анодные оксидные пленки (АОП) характеризуются высокой степенью однородности, а их

фазовый состав и толщина могут регулироваться путем вариации условий анодирования и состава электролита АОП переходных металлов, за исключением ванадия, исследуемые в данной работе были получены по стандартным методикам, описанным в литературе [3] Толщина пленок составляла 50-200 нм В отличие от других переходных металлов, анодное поведение ванадия в электролитах довольно необычно Основной проблемой при анодировании ванадия является растворение продукта окисления в водных электролитах, а фазовый состав АОП на ванадии может включать как V205, так и низшие оксиды, в том числе V02 Определены условия получения как пленок V02, так и пленок, близких по составу к V2Oj Окисление ванадия осуществлялось в электролите, содержащем 22 г бензойной кислоты (СбН5СООН) и 2-40 мл перенасыщенного водного раствора тетраборнокислого натрия (Na2B407x 10н20) на литр ацетона Показано, что фазовый состав АОП на V зависит от состава электролита, в особенности, от содержания воды уменьшение содержания воды в электролите приводит к образованию более толстого слоя на поверхности пленки, близкого по составу к V205 Увеличение концентрации Н20 способствует образованию V02, однако увеличение содержания воды выше некоторого критического значения ведет к растворению АОП

MOM структуры формировались посредством нанесения А1 контактов диаметром 1 мм через маску на поверхность АОП методом термического вакуумного испарения, использовались также прижимные контакты - Аи проволока диаметром 0,5 мм Полученные образцы исследовались как структурными методами -микроскопическими и дифракционными (рентгеноструктурный анализ - РСА), так и электрофизическими методами К последним относилось изучение вольт-амперных характеристик и температурных зависимостей сопротивления и пороговых параметров В АХ переключательных структур в диапазоне температур от 12 до 600 К Низкотемпературные измерения проводились при помощи криорефрижератора МСМР-110-3,2/20

С помощью специально разработанной методики контролируемой инжекции носителей заряда исследовано влияния электронных эффектов на переключение С этой целью были созданы модельные структуры Si-Si02-V02 на кремнии р-типа с р=0,1 Ом см и толщиной Si02 70 нм, в которых осуществлялась лавинная инжекция электронов из Si в V02, а концентрация инжектированных электронов оценивалась исходя из прошедшего заряда 1т, где I и -с - амплитуда и длительность инжекционного импульса тока

В третьем разделе главы 1 приведены экспериментальные результаты исследования переключения в MOM структурах на основе АОП переходных металлов Необходимым условием наблюдения переключения, как показал эксперимент, является электрическая формовка (аналогично ХСП) Сопротивление исходных структур велико и в системе с прижимным электродом составляет порядка 107—108 Ом Когда амплитуда приложенного к структуре напряжения достигает определенной величины -напряжения электроформовки Vf, - происходит резкое и необратимое увеличение проводимости, и ВАХ приобретает S-образный или, в некоторых случаях (в структурах на Zr, Y и Мп) N-образный вид

13 структурах на ванадии напряжение переключения V[h уменьшается с ростом температуры и стремится к нулю при температуре Tth = 330-340 К, что практически совпадает с температурой ИМИ и VO2. Вб лизи i ■ температурная зависимость порогового напряжения удовлетворительно описывается как:

Vtll-A(Tlf,-T)lß, (1)

где Л - параметр, не зависящий от температуры.

На рис.! представлены характерные температурные зависимости Vth для сэндвич структур на основе ряда исследованных оксидов. Во всех случаях с ростом температуры V& уменьшается, стремясь к нулю при некоторой T=Tjte Для структур па основе Fe, W, Ti и Nb значения температуры Тц, составляют ~12(i К, 200 К. 550 К и >600 К, соответственно.

По аналогии с аморфными полупроводниками, можно предполагать, что в результате элекгроформопки (ЭФ) в оксидных слоях образуется канал переключения, который, по-видимому, отличается по фазовому составу от исходного материала AOII, т.к. проводимостъ его на несколько порядков выше проводимости неформовантгой структуры. Каналы переключения па поверхности AOII после формовки е прижимным электродом наблюдались с помощыо оптической микроскопии. Они представляют собой концентрические образования с поперечными размерами порядка 1-10 мкм. Рентгееоструктурный анализ показывает появление кристаллической фазы в аморфной матрице в результате ЭФ, однако идентифицировать фазовый состав этих каналов в каждом конкретном случае оказашсь невозможным из-за малых размеров капала.

Наиболее вероятным процессом при ЭФ является, по-видимому, образование каналов, включающих низшие оксиды данных металлов. Как известно, низшие оксиды переходных металлов, как правило, обладают' более высокой проводимостью по сравнению с предельным оксидом. Это объясняет уменьшение сопротивления MOM

Рис.1, (а) Температурные зависимости порогового напряжения MOM структур на основе Fe (1), V (2), Ti (3) и Nb (4). За единичное значение принято V[;, при определённых температурах Т.-, (1 - Т0 77 К; 2 - To=i50 К; 3 - Т.-350 К; 4 - Т„=450 К), (б) Схематическое изображение RAX при различных температурах: Т4>Тз>Т1>'Г|,

структур после формовки На возможность образования низших оксидов указывают термодинамические соображения Так, в частности, для реакции №> + 2№>205 -> 5МЬОг изменение энергии Гиббса составляет ДОг = -163 кДж/моль, что указывает на возможность ее протекания Наиболее вероятным является образование того низшего оксида элемента переменной валентности, для которого ДО, минимально Произведены расчеты зависимостей ДОг(х) в реакциях указанного типа для Ре20з, №>203, У205, WOз, Т1О2, где х - стехиометрический индекс кислорода в соединении МеОх, те низшего оксида, образующегося в данной реакции (например - Уз05=У0167, х=1,67) Минимумы на этих кривых отвечают оксидам РезО.*, МзОг, УОг, W5oOl48, Т12О3 В случае вольфрама фактически наблюдается широкий минимум в области х=2,7-3,0

Таким образом, термодинамические расчеты показывают, что образующийся в результате формовки канал переключения может состоять из УОг, Т12О3, №02, РезС>4 в соответствующих АОП Общим для всех указанных соединений является наличие в них перехода металл-изолятор Выше отмечалось, что для МОМ-структур на основе АОП ванадия Тц, = Т, = 340 К, т е совпадает с температурой ПМИ в УОг В Т12О3 ПМИ размыт по температуре, проводимость изменяется примерно в 10 раз в интервале 400600 К, те экспериментально определенная величина Та для АОП на титане также хорошо согласуется с 'Г, Т12О3 В магнетите ПМИ (переход Вервея [4]) происходит при Т(=120 К, совпадающей с величиной Та, для структур на Бе Для структур на № отсутствие результатов по Уш(Т) при 1>600 К не позволяет сравнить Та, с температурой ПМИ, которая для №Ог равна 1070 К Отметим лишь, что если проэкстраполировать экспериментальную зависимость Ущ(Т) для оксида ниобия до температуры 1070 К, то полученная таким образом кривая будет подобна кривым Ущ(Т) для структур на основе АОП Т1 и V (рис 1) Переключение в структурах на основе \УОз можно также объяснить переходом металл-полупроводник в нестехиометричном \УОз.х в очень узкой области изменения х, который происходит при ^=160-280 К в зависимости от х Данных относительно ПМИ в оксидах молибдена в литературе нет, за исключением упоминания о переходе в МовОгз (М0О2 875) Относительно оксидов Мп известно, что МпО и МП3О4 -это изоляторы Мотга, МщОз и Мп02 - полупроводники, но в температурной зависимости проводимости диоксида марганца есть минимум, что и обуславливает, по-видимому, ОДС в структурах на основе АОП Мп

Из представленных результатов можно сделать следующие выводы Переключение в структурах на основе АОП V, №>, Т1, Ре связано с ПМИ в У02, N1)02, Т12О3 и РезОд соответственно В оксидах W и Мо, переключение может быть связано с ПМИ в каналах, состоящих из WOз_x и МовОгз Каналы переключения, состоящие из этих оксидов, образуются в АОП при электроформовке в-образная ВАХ обусловлена развитием электротермической неустойчивости в канале при приложении напряжения канал нагревается до Т=Т( (при У=Уц,) протекающим током, и структура переходит из изоляторного (высокоомного) в металлическое (низкоомное) состояние Это отвечает модели «критической температуры» [4], для которой характерна зависимость Уш(Т) вида (1) в области температур Т ~ ^ Отметим, что в этом случае пороговое напряжение мало, т е переключение происходит в слабом электрическом поле

Для решения вопроса о механизме переключения и определения потенциальных возможностей использования данных структур в различных электронных устройствах важны данные о величине времени задержки (td) переключения и о его зависимости от напряженности электрического поля Эксперимент показывает, что td неограниченно возрастает, когда амплитуда импульса приближается к статическому пороговому напряжению и экспоненциально уменьшается с ростом напряжения Последнее указывает на то, что переключение в области сильных полей не может быть описано электротермической моделью Экспериментальные данные по td(V) для структур V-VO2-металл не только на качественном, но и на количественном уровне не соответствует тепловому переключению Так, минимальное время задержки в тепловой модели, т е время нагрева канала от Т0 до Tt без учета теплоотвода, которое можно найти из соотношения теплового баланса как t<j mm = cpQ(Tt - T0)/VI (здесь сир- теплоемкость и плотность диоксида ванадия, соответственно, Q - объем канала переключения), составляет 250 не, а экспериментальное значение для данного напряжения td=l,5 не, то есть существенно меньше, чем t<j mln, что указывает на возможность проявления эффектов сильного поля, например, понижения TtB сильном электрическом поле

Далее представлены результаты исследования статических ВАХ структур на основе VO2 при низких температурах, когда пороговое напряжение Vth(T0) много больше порогового напряжения при комнатной температуре например, при То~10 К Vth ~ 10 В, и пороговое значение напряженности поля достигает величины Е,ь ~ 106 В/см Для проверки высказанного в конце предыдущего раздела предположения о понижении Т, в сильном поле необходимо знать температуру канала переключения С этой целью проводились расчеты распределения температуры в канале Математическое моделирование осуществлялось путем совместного решения уравнений теплопроводности и непрерывности тока при условии максимального совпадения экспериментальных и расчетных ВАХ для каждой температуры Т0 В процессе моделирования было установлено, что совпадение экспериментальных и расчетных кривых имеет место для зависимости проводимости от напряженности поля вида

а ~ exp[ß(E)I/2/kT] (2)

На рис 2 представлены расчетные массивы точек, описывающие распределение температуры и напряженности поля в канале в момент переключения при различных окружающих температурах Как видно, максимальная температура при переключении не достигает температуры ПМИ в VO2 (Tt=340 К) Предполагая, что существует влияние поля на температуру ПМИ, можно считать, что максимальная температура канала соответствует отличному от Tt значению температуры перехода в металлическую фазу (рис 2, вставка) В этом случае полученные экспериментальные результаты могут трактоваться в терминах модели критической температуры, но с учетом зависимости Tt(E) Данные по зависимости максимальной концентрации электронов проводимости (п = сг/ец, где ц - подвижность) в канале в момент переключения представлены на рис 3 Видно, что в области относительно слабых и умеренных полей при Т0>200 К концентрация носителей заряда постоянна и равна ~ 3 1018 см3, а при более низких температурах (т е в еще более сильном поле) наблюда-

т, к

350 -300 -250 20Û -150 -100 •

SQ-

0 ■

0,0 0,5 1,0 [,5 2,0

Рис.2. Расчетные массивы точек (пространственное распределение) температур Т и поля Е в канале в момент переключения при рачшчных температурах окружающей среды Т„: (1) 293 К, (2) 144 К, (3) 91 К, (4) 15 К. На вставке справа представлена зависимость критического значения температуры Tt переключения от напряженности ноля.

п-10"17, ом5

100 10

1

0,1

0,01

С 50 100 150 200 250 300

ЩШ

РисЗ. Зависимость концентрации п электронов в канале в момент переключения от температуры окружающей среды для р=сопз1(Т) (I) и с учетом температурной зависимости подвижности ^=ц0ехр(-'№,ц/кТ), эО (2),

ется уменьшение п

В четвертом разделе главы 1 представлены результаты исследования электронного управления переходом металл-изолятор Указывается, что полученные в предыдущих разделах результаты придают особую актуальность вопросу о возможности непосредственного влияния электронных эффектов на ПМИ в диоксиде ванадия Эксперименты, направленные на выяснение этого вопроса, были проведены при помощи контролируемой инжекции носителей заряда Установлено, что лавинная инжекция электронов из Si в V02 в структурах S1-S1O2-VO2 действительно может приводить к ПМИ Получена верхняя оценка концентрации инжектированных носителей иинж, отвечающая переходу в металлическое состояние

п„„ж=1т/еП = 5,6 1018 см-3, (3)

Оценка (3) хорошо согласуется с вышеприведенным значением п ~ 3 1018 см"3 (см рис 3) и со значением концентрации носителей заряда в полупроводниковой фазе диоксида ванадия при Т -> Т, ns~ 1018-10|9см~3 [4]

Влияние неравновесных носителей заряда на ПМИ можно трактовать в рамках модели перехода Мотта, в которой снижение Т, обусловлено усилением эффекта экранирования кулоновского взаимодействия свободными электронами Это предполагает, что условием ПМИ является достижение определенной критической концентрации ис, которую можно оценить из моттовского критерия [1]

0 25, (4)

где aB=£h2/m'e2 (5)

Для V02 эффективная масса m*»3m (m - масса электрона), е »100, и тогда из (4)

лс = (0,25/ав)3 » 2,8 1018 см"3 (6)

Полученное значение пс соответствует экспериментальным результатам при То>200 К (рис 3)

В заключение первой главы делается вывод о том, что наиболее вероятной причиной переключения во всех исследованных оксидах является ПМИ В сильных электрических полях (10-106 В/см) имеет место влияние электронных эффектов на ПМИ Индуцированное полем увеличение концентрации носителей заряда приводит к экранированию кулоновского взаимодействия и к схлопыванию мотт-хаббардовской корреляционной щели при Т < Т,, но при достижении определенного значения концентрации п = пс, что эквивалентно понижению Tt в электрическом поле Отметим, что качественно подобный вывод можно сделать и из экспериментов по фотогенерации носителей в V02 [5], в которых было показано, что ПМИ может быть инициирован при и=1021 см"3 (за время ~ 100 фс), что, опять же, по крайней мере на порядок меньше концентрации электронов в металлической фазе диоксида ванадия Отмечается, что переход этого типа может быть важен в тех материалах, где обычный равновесный ПМИ по температуре с хорошо определенной Tt отсутствует, например, в оксидах Та и Hf и в структурах на основе ХСП

Во второй главе «Эффекты переключения в кристаллах соединений переходных металлов» представлены экспериментальные результаты исследования электрических неустойчивостей в (V 1-хСгх)20з, N^-xSe,, Cul^S^Se,,, а также в ВТСП и в природном углеродсодержащем материале (шунгите)

Рис.4. ВЛХ структуры M/(VbiCiV20;,/M (М- In) с х=0,012 при различных температурах: Т=170,5 К (1); 173,3 К (2); 221,0 К (3).

2.5

Вольт-амперные характеристики при различных температурах, характерные для образцов (Vi.jCrjjCK, представлены на рис.4. Видно, что в определенном интервале температур данные характеристики включают два участка ОДС различных типов, то есть, S-o б разное переключение (при V=V1h,s) в области малых токов и N-образное - при более высоких значениях тока (Ма.м). С ростом температуры VtlliS уменьшается, стремись к нулю при некоторой конечной температуре l'ih>s"(I75±1) К, выше которой остается только переключение N-'Пша. Дальнейшее увеличение температуры приводит к уменьшению и при Т—T^.n ~ 270 К N-ОДС также исчезает.

Вольт-амперные характеристики структур на основе NiSj-sSe;. при Т<5О К имеют N-образцый вид; с ростом температуры максимальный ток [ttl уменьшается, и при Гц, - 55 К! (для х=0,45) переключение исчезает. Результаты исследования переключения в NiSj..iSc,: при импульсном нагружепии показали, чго зависимость времени задержки от напряженности поля может быть удовлетворительно oimeaiia и рамках тепловой модели в случае слабых нолей (Е ~ 10 В/ем). На коротких прямоугольных импульсах на осциллограммах 1(1) наблюдается несколько сателлитных переключений, предшествующих основному переключению, проявляющихся в виде дополнительных ступенек при

В Ciilr3S4.,:Sev наблюдается переключение с S-образпой ВЛХ. Температуры, при которых пороговое напряжение стремится к нулю, составляют Tlh = 210 К и 195 К для х=0,] я 0,55, соответственно.

Далее в данной главе представлены результаты исследования переключения в ВТСГ1 материалах (YBaiCujCVs и RbSijCaCujOs^) и в шунгите. Разработан способ электрохимического правления составом (величиной й) ВТСП пленок и керамик. Показано, что ВАХ структур на основе данных материалов при значениях 5, отвечающих неметаллическому состоянию, имеют S-образный вид.

Отмстим, что во всех этих соединениях имеют место переходы металл-изолятор Так, в (V 1.хСгх)20з, NiS2 xSex и CuIr2S4_xSex наблюдаются ПМИ по температуре ВТСП купраты испытьшают переход из металлического состояния в состояние корреляционного диэлектрика при изменении состава Возможность ПМИ в углеродосодержащих материалах связана с наличием фуллерено-подобных структур

Экспериментальные данные по эффекту переключения в легированном хромом полуторном оксиде ванадия объясняются в рамках модели переключения, обусловленного переходами металл-изолятор Рассмотрим более подробно систему (Vi.xCr„)203 При концентрации хрома 0,005<х<0,018 в ней имеется два ПМИ при Т<300 К Первый переход - это преобразование антиферромапгатного изолятора (AFI) в парамагнитный металл (РМ) в диапазоне 160-180 К Этот ПМИ является переходом Мотта-Хаббарда [1], а температура перехода Тц повышается с увеличением х Второй ПМИ - это переход из состояния РМ в состояние парамагнитного изолятора (PI) при T=TQ в диапазоне 190-385 К в зависимости от значения х, температура Тс уменьшается с увеличением х

S-образная вольтамперная характеристика обусловлена развитием электротермической неустойчивости в образце при приложении напряжения образец нагревается протекающим током до Т=Тц (при V=Vths), и структура претерпевает переход из высокоомного (ВС-1) AFI состояния в низкоомное (НС) РМ состояние При увеличении тока в низкоомном состоянии происходит дальнейший нагрев образца, и при температуре Tt2 (I=Ith n) имеет место второй переход в ВС-2 (т е в фазу PI) Данный механизм переключения подтверждается температурными зависимостями порогового напряжения и тока, а именно, тем фактом, что значения T,hs и TthN совпадают с температурами переходов Тц и Т12, соответственно

Вместе с тем, электротермическая модель не позволяет объяснить наблюдающуюся стабильность структур при циклическом изменении напряжения В этой связи сделан вывод о влиянии на переключение электронных эффектов, которые могут давать вклад в развитие ПМИ, учитывая электронно-корреляционный характер перехода AFI-PM в V203 [1]

В NiS2-xSex также имеет место инверсный ПМИ, подобный высокотемпературному переходу PM-PI в (Vi.xCrx)203, а Т,=55 К для х=0,45, что соответствует вышеприведенному экспериментальному значению То, в структурах на основе NiS2 xSex Этот факт свидетельствует о том, что механизм переключения, также как и в предыдущем случае, обусловлен переходом металл-изолятор Появление в импульсном режиме дополнительных переключений при t=td, свидетельствует об образовании доменов сильного электрического поля (~ 104 В/см)

В CuIr2S4 xSex наблюдается переключение с S-образной ВАХ, обусловленное переходами металл-изолятор при температурах 210 К (для х=0,1) и 195 К (х=0,55) Показано, что низкоомное состояние сопровождается шнурованием тока, т е появлением узкого шнура металлической фазы CuIr2S4_xSex, радиус которого, по полученным оценкам, составляет ~ 4 мкм

В ВТСП и шунгите нет переходов по температуре, и наличие переключения в них может быть связано со «скрытым» ПМИ, проявляющимся в электрическом поле, аналогично тому, как это делается применительно к ХСП [2]

Третья глава «Физические явления к композитных полимероподобных материалах на основе пентаоксида ванадия в сильных электрических полях» посвящена исследованию электрических Н оптических свойстгс гидрагирвватогъ оксида ванадия и эффекта переключения в структурах на основе \'20;;хн1Ь0.

В первом разделе главы 3 описаны условия получения и строение пленок гидратированного пентаоксида ванадия. Исходный водный раствор \?205-ге,тя получали методом плавления \'205 с закалкой расплава в диспшшровапноЙ воде при комнатной температуре. Дня получения плёнок гель наносился па подложку и высушивался; при этом образовывалась пленка ксерогеля \'20;хл1Ь0 с и ~ 1,6-1,8. Исследование структуры и состава пленок ксерогеля \'20; проводилось с помощью методов РСА и ИК спектроскопии. В качестве основных методов исследования электрофизических свойств использовались методика измерения вольт-амперных характеристик в сэндвич структурах, метод лмпедашлзпй спеюроскоюш щ измере.яис кчыйропровдднссти а плапарных (а \1) и сэндвич (<ц) структурах. Оптические свойства исследовались методом измерения спектральных зависимостей коэффициента пропускания в видимом диапазоне спектра.

Ксерогели гндрагированного пентаоксида У^СМнИтО имеют квазиодномерную слоистую структуру подобно полимерам: едой оксида ванадия соединены

молекулами воды и образуют переплетающиеся волокна. По данным РСА для исследуемых образцов получена величина межслое лого расстояния d = (11,29±0,01) А, что несколько отличается от наиболее часто встречающегося в литературе значения величины Л = 11.55 А (для пленок состава \лОс--«1ЬО с п = 1,6-1,8). Известно, что межслоевое расстояние зависит от содержание поды в ]-еле (п) и увеличивается с увеличением п. Сделан вывод о том, что исследуемые "пленки соответствуют некоторому метаетабильному состоянию с меньшим содержанием воды (по сравнению с п - 1,6) и, соответственно, с меньшим (чем 11,55 А) мсжслоевым расстоянием. Высокая интенсивность первого

максимума кривой распределения интенсивности рассеяния рентгеновских лучей свидетельствует о том, что и ленки имеют выраженную текстуру: спои в пленке преимущественно располагаются параллельно подложке.

Слоистая структура пленок геля пентаоксида ванадия проявляется в анизотропии проводимости. Измерения я|| и ох показали, что удельная проводимость на постоянном токе для сэндвич-структур существенно отличается от соответствующей величины для плапарных структур, а именно -

10'

10

10"

I А

Ю'3 Ю"2

10

10 У,В

Рис.5. В АХ структуры А1[/'УйО;-гсль:'Аи.

а 11 и 0,1 Ом 'см 1 и превосходит стх почти на 5 порядков величины

Типичная вольт-амперная характеристика сэндвич структуры с прижимным электродом представлена на рис 5 На ВАХ можно выделить четыре участка Участок 1 соответствует омической зависимости 1(У) На участке 2 наблюдается нестабильность напряжения при заданном токе При этом пленка под катодом окрашивается появляется красное пятно На участке 3 наблюдается отклонение от линейной зависимости 1(У) Дальнейшее увеличение тока (участок 4) приводит к электроформовке с образованием низкоомного канала с ¿'-образной ВАХ

Во втором разделе главы 3 представлены результаты исследования переключения в сэндвич структурах на основе У2Оч геля Получены зависимости параметров переключения структур, подвергнутых ЭФ (участок 4 на рис 5), от температуры и давления Показано, что при Т ~ 330-340 К пороговое напряжение Кь стремится к нулю Эта температура практически совпадает с температурой ПМИ в УОг 71—340 К Зависимость Уц^Т) удовлетворительно описывается моделью критической температуры в соответствии с соотношением (1) Сделан вывод, что переключение в МДМ структурах на основе У205-геля обусловлено фазовым переходом изолятор-металл в диоксиде ванадия Исследование зависимости Кц, от толщины пленки, позволяет предположить, что только при переключении в очень тонких слоях (толщиной менее -0,5 мкм) начинает сказываться возможное влияние сильною поля и концентрационных эффектов на ПМИ в диоксиде ванадия, тк в этом случае Е& достигает величины Ес ~ 105 В/см Обнаружено влияние одноосного сжатия (давления р) на параметры переключения С ростом р пороговое напряжение уменьшается примерно в 3 раза в диапазоне р до 10-20 кбар ((1-2) 109 Па)

В третьем разделе главы 3 представлены результаты исследования модификации электрических и оптических свойств У205 геля под влиянием внешних воздействий Термообработка на воздухе в режиме до 350°С приводит к дегидратации У205хиН20, тек уменьшению п Это сопровождается модификацией электрических и оптических свойств ксерогеля У205 уменьшением проводимости и сдвигом края оптического поглощения в область коротких длин волн Вакуумная термообработка У205 приводит к образованию диоксида ванадия (что фиксируется по характерному скачку сопротивления при Т=340 К) только в присутствии восстановителя Показано, что использование в качестве исходного материала У205хяН20 позволяет получать пленки диоксида ванадия при вакуумном отжиге (Т = 500°С, I = 1 ч) без восстановительной атмосферы, в отличие от обычных методов восстановления У205 до У02 Роль восстановителя в этом случае играет водород, изначально содержащийся в исходных пленках Термодинамический анализ реакции НхУ205 —> 2У02 + (х/2)Н20 + 0,5(1 -х/2)02 показывает возможность ее протекания при вакуумном отжиге Н„У205хиН20 с экзотермическим эффектом

При обработке в СВЧ водородной плазме гидратированного оксида ванадия происходит его эффективное восстановление с образованием низших оксидов Процесс восстановления происходит при существенно более низких температурах и за более короткое время (несколько минут), чем при обычном отжиге Главную роль здесь играет, по-видимому, наличие, как ионов Н+, так и чрезвычайно химически активного атомарного водорода Плазменная обработка при р = 100 Па в течение I ~ 2 мин

приводит к радикальной модификации электрических свойств в области высоких температур зависимость р(Т) имеет полупроводниковый характер, который при Т < Тт » 100 К сменяется резким падением сопротивления почти на 2 порядка

Обнаружен эффект электрополевой модификации оптических и электрических свойств пленки при катодной поляризации (участок 2 на рис 5) Визуально он проявляется в изменении цвета пленки от желтого до красного, при этом наблюдается сдвиг края собственного поглощения в сторону больших длин волн (уменьшение ширины запрещенной зоны) и уменьшение поглощения в длинноволновой области Исследование частотных зависимостей импеданса и угла сдвига фаз показало, что при этом происходит увеличение ионной (протонной) проводимости Сравнение ИК спектров исходной и модифицированной пленок позволяет говорить, что в окрашенной области происходит увеличение содержания воды, ионов НзО+ и протонов в межслоевом пространстве Это согласуется и с данными рентгенографических исследований - увеличением межслоевого расстояния <1 при окрашивании Таким образом, показано, что в результате катодной поляризации в окрашенной области происходит увеличение концентрации протонов за счет их перераспределения внутри образца, что характеризуется как внутренний электрохромный эффект

В четвертой главе «Переход металл-изолятор и эффект переключения в сильных электрических полях» развиты теоретические представления о механизмах этих взаимосвязанных в исследуемых объектах явлений

В первом разделе данной главы проведен анализ состояния вопроса о моделях механизма ПМИ Эти модели подразделяются на две группы — структурные и электронные переходы В первой группе изменения в кристаллической решетке (структурный фазовый переход) ведут к расщеплению электронной зоны проводимости и, соответственно, к ПМИ, а во второй группе переход представляется электронным по своей природе (переход Мотта) и может быть описан моделями, в которых изменения в кристаллической решетке вторичны [1]

В модели Мотта резкий переход к металлическому состоянию объясняется с учетом дальнодействующего характера кулоновского взаимодействия При малой концентрации носителей п электроны и дырки притягиваются друг к другу, образуя связанные состояния - экситонную пару С увеличением п экранирование кулоновского потенциала приводит к разрушению связанных экситонных состояний, что ведет к переходу в металлическую фазу с большой концентрацией свободных носителей заряда Используя модель экранирования Томаса-Ферми, Мотт показал, что металлическое состояние возможно при выполнении условия (4) Среди структурных ПМИ наиболее известный пример - это переход Пайерлса, связанный с тем, что одномерная электронная система при Т=0 является неустойчивой наблюдается модуляция электронной плотности, т е волна зарядовой плотности

Разделение механизмов ПМИ на электронные и структурные является достаточно условным, поскольку, каков бы ни был инициирующий механизм, завершается переход всегда перестройкой энергетического спектра электронов — образованием диэлектрической щели или, что то же самое, электрон-дырочным спариванием Последнее утверждение относится не только к экситонному диэлектрику, но и к любому реальному материалу, если учесть, что дырка не просто является

элементарным возбуждением в системе электронов, но генетически всегда связана с атомом (ионом) в кристаллической решетке Поэтому введение дополнительных свободных носителей заряда в материал с ПМИ при T<Tt в любом случае должно приводить к дестабилизации изоляторного состояния за счет, например, эффектов экранирования

В результате проведенного анализа моделей ПМИ сделан вывод о том, что независимо от конкретного механизма перехода, реализующегося в данном материале, возможность влияния электронных эффектов (например - генерации или инжекции достаточно высокой концентрации неравновесных носителей заряда) на ПМИ представляется вполне вероятной Разумеется, в первую очередь такое влияние следует ожидать в случае перехода, инициированного межэлектронными корреляциями мотт-хаббардовского типа

Второй раздел главы 4 посвящен обсуждению механизма перехода металл-изолятор в диоксиде ванадия В ряде теоретических и экспериментальных работ было показано, что ПМИ в VO2 является двухстадийным [6], т е перестройка электронной системы влечет за собой перестройку структуры с удвоением периода Вывод о том, что инициирующим механизмом ПМИ в VO2 являются электронно-корреляционные эффекты, подтверждается такими экспериментальными фактами, как фотовозбуждение перехода при облучении материала фемтосекундными лазерными импульсами и влияние легирования вольфрамом на Т, и ширину запрещенной зоны [5,6] Важная роль электронных эффектов в механизме ПМИ подтверждается и результатами, полученными в данной работе, а именно - возможностью электронного управления переходом металл-изолятор при контролируемой инжекции неравновесных носителей заряда (глава 1)

В данном разделе представлены расчеты корреляционной длины ^ в V02 Предполагается, что двухстадийный характер перехода должен проявляться в том, что величина \ имеет существенно различные значения в диэлектрической фазе и вблизи ПМИ Из критерия Morra (4) и соотношения A-Id~c2/2ca (энергия связи электрона на положительно заряженном центре) получено выражение для Е, Учитывая, что скорость электронов на уровне Ферми дается выражением Ур=(й/га)(Зл2п)1/3 и, полагая, что i,=a (где а соответствует выражению (5)), получается

^амзя1)"*, (7)

что по форме совпадает с длиной когерентности в теории сверхпроводимости

Для VO2 из (5) получается а=18 Л, однако радиус локализации электрона на атоме ванадия R составляет величину порядка 1 Á Поэтому характерный масштаб ~20 Á в данном случае есть именно корреляционная длина, не совпадающая с радиусом локализации

Причина такого расхождения заключается, по-видимому, в том, что в VO2 переход происходит в два этапа Вначале, при достижении T=Tt или п=пс=п„ происходит электронный моттовский переход, который затем инициирует перестройку кристаллической структуры с изменением симметрии решетки от моноклинной к тетрагональной Данные рассуждения можно подтвердить и прямыми расчетами !; для VO2 по формуле (7) Для Д~кТ, (корреляционный вклад в энергетическую щель)

вычисления дают величину Ç=çi=15,7 Â, близкую к а=18 À С другой стороны, для A=F,g=l эВ (структурно обусловленная ширина запрещенной зоны) расчеты по той же формуле дают ^=§2=1,62 Â, т е порядка R

Таким образом, в данном разделе показано, что для VO2 вблизи ПМИ £ составляет 15-20 À Перестройка электронного спектра при переходе диоксида ванадия в неметаллическое состояние приводит к уменьшению i; до значений 1-2 Â, что соответствует локализации электронов на атомах ванадия Это подтверждают ведущую роль электронно-корреляционных эффектов в ПМИ в диоксиде ванадия

В третьем разделе главы 4 развиваются модельные представления о механизме эффекта переключения как фазового перехода металл-изолятор в электрическом поле Как следует из результатов численного моделирования (глава 1), критическая концентрация, те величина п, при которой происходит переключение, зависит от напряженности электрического поля, уменьшаясь с ростом Е в области сильных полей (см рис 3)

Чтобы понять такое поведение, разрабогана модель «изолятор Мотта в сильном электрическом поле» Когда суммарная концентрация свободных носителей, возникающих вследствие как термической, так и полевой генерации, достигает величины п=пс, происходит переход в металлическое состояние, те переключение структуры в НС Однако, переключение может произойти при п<пс (и T<Tt), но при выполнении усчовия Е=ЕС, где Ес - это критическое поле, при котором вообще отсутствуют связанные состояния в поле кулоновского потенциала положительно заряженного центра Мг Верхняя оценка величины критического поля - это, очевидно, «внутриатомное» поле в паре «электрон - М+», связанное с энергией ионизации 1а

Есо = е/[4га:еоа2], (8)

или, при условии Д= Id и fy=a, выражение (8) можно записать как [7]

Ес0 = Д/Çe (9)

Для основного изоляторного состояния V02 (Д=1 эВ, Ç=R=1 Â) Ес=108 В/см, те порядка внутриатомного поля, вычисленного по (8) Но уже для A=kTt~0,l эВ и 20 Â, формула (9) дает Ес=5 105 В/см С ростом концентрации свободных носителей величина Ее должна уменьшаться из-за экранирования электронно-дырочного кулоновского взаимодействия Предполагается, что уменьшение Ее с ростом п происходит по степенному закону

Ес = Е0(1 - п/пс)у, (10)

где Ео - это критическая напряженность поля при п=0, а у - критический индекс

Обосновать справедливость выражения (10), а также оценить неизвестный параметр у, можно из соображений масштабной инвариантности и из общего вида выражения для критического поля (9) Согласно скейлинговой гипотезе для ФП (применительно к ПМИ) [1], с ростом п в полупроводниковой фазе, щель уменьшается и стремится к нулю, а корреляционная длина увеличивается и при переходе в металлическую фазу стремится к бесконечности Д = До(1 - п/пс)" и % = £,о(1 - n/nc)u, где критический индекс а является положительной величиной, v - отрицательной Так как,

согласно соотношению (9), Ес ~ А/?, то показатель степени в формуле (10) связан с а и V следующим образом y=(a-v)

Полагая, что увеличение концентрации носителей в сильном поле в изучаемых материалах обеспечивается эффектом Пула-Френкеля (что подтверждается сопоставлением результатов математического моделирования с экспериментальными данными - см (2) в главе 1), зависимость концентрации носителей заряда от Т и Е определяется как

л = к(0)ехр (11)

кТ

где предэкспоненциальный множитель п(0) не зависит от напряженности поля и слабо зависит от температуры, а /?=(е3/7геео)"2 Так как величина пс равна и, - концентрации электронов в полупроводниковой фазе при T=Tt, то пс= n(0)exp(-W/kTt) Комбинируя последнее выражение с формулой (11), исключаем неизвестную константу п(0) и получаем зависимость концентрации от напряженности поля и температуры канала Тт

п = ncexpHW/kTtf)[(T,o/Tm)(l - (Е/Ео)"2) - 1]}, (12)

где Tto - температура ПМИ в отсутствии электрического поля, а Ea=(lV/f!)2 -максимальное критическое поле, т е напряженность поля, при которой числитель подэкспоненциального выражения в (11) - высота барьера - обращается в нуль

Подставив (10) в (12), получим соотношение между температурой канала и концентрацией электронов в момент переключения (Е=ЕС)

Тп/Г(0= i-q-лЧГ

1-(*Г,0ЛП1п(*Ч)

Графики, отражающие данную зависимость, представлены на рис 6, где величины у и (kTto/W) являются варьируемыми параметрами Из представленных данных видно, что в области сильных полей (Тт —» 0) переключение может происходить, когда концентрация носителей в канале меньше максимальной (моттовской) критической концентрации, aim <Г|о Изменение параметра (kTto/W) в пределах от 0,05 до 0,30 (что соответствует энергии активации W ~ 0,15-0,9 эВ для Тю=340 К) практически не влияет на положение и ход кривых Что касается показателя у, то наилучшее соответствие результатам моделирования, полученным из экспериментальных данных (рис 3), достигается для у -10, что не противоречит значениям а и v, известным из литературы [1] При учете температурной зависимости подвижности наблюдается удовлетворительное согласие между экспериментальными результатами (кривая 2 на рис 6) и расчетными данными (кривая d) по формуле (13)

Таким образом, в рамках данной модели ПМИ в электрическом поле, основанной на электронно-индуцированном переходе Мотта с учетом полевой зависимости концентрации носителей (уравнение (11)) и скейлинга критического поля (уравнение (10)), может быть не только качественно описан механизм переключения, но и получено количественное согласие - в частности, по зависимости критической концентрации носителей заряда от напряженности поля, определяемого окружающей температурой (рис 3) В настоящем разделе эта модель сопоставлена с экспериментальными результатами для VO2, однако она может быть применима и для

т /т

0.8

0.6

0.4

0 2

01

0.2 0.4 0.6 0.8 1 п;пс

Рис.6. Сопоставление расчетных зависимостей концентрации электронов в канале переключения п от максимальной температуры капала Тга (кривые а - с/) в пороговой точке (Е=ЕС) с экспериментальными результатами (1, 2). Значения- параметров в формуле (13): у => 0,3 (а), 1 (Ь), 3 (с) и 10 (<]у, сплошная линия - (кТ«>/\У)"0,05, пунктирная - 0,3. Экспериментальные точки соответствуют рисунку 3.

других материалов, например, для аморфных полупроводников, в которых ИМИ по температуре в слабых полях отсутствует, а обусловленный им эффект переключения наблюдается только в сильном электрическом поле [2].

В главе 3 «1 [рикладные аспекты исследования» рассмотрены возможности практического использования исследованных в работе материалов и эффектов в них.

В первом разделе данной главы показано, что наблюдаемые в соединениях переходных металлов эффекты переключения (отрицательного дифференциального сопротивления) и изменения электропроводности при фазовом переходе могут быть использованы для разработки различных электронных устройств. Наиболее важными параметрами этих устройся® являются быстродействие и потребляемая мощность, а критерием качества в этом смысле может служить произведение времени срабатывания на энергию переключения тЕ. Очевидно, что для практического применения, чем меньше этот показатель, тем л тане. Показано, что для переключателей на основе УО? этот параметр может достигать величины - 10""2 Дж'С (с учетом реально наблюдаемых в сэндвич структурах значений пороговой мощности УаДш — 1-10 мкВт и минимального времени развития ПМИ т 10*ь с [5]). Данное значение тЕ близко к фундаментальному квантовому пределу, определяемому соотношением неопределенности: тЕ > Ь (-- 10'54 Дж-с), что делает «ПМИ-электронику» конкурентоспособной как по сравнению со стандартной 5]-электроникой, так и с различными альтернативными подходами.

которые интенсивно развиваются в настоящее время (СП-электроника, молекулярная электроника, одноэлектроника, спинтроника и т д)

Примером одного из таких устройств ПМИ-электроники могут служить трехэлектродные структуры БьвЮг-УОг (глава 1, раздел 4), в которых реализуются эффекты тиристорного и транзисторного типа на основе электронного управления переходом металл-изолятор при лавинной инжекции Возможность создания полевого транзистора с использованием ПМИ Мотта (МТИ5Т) обсуждалась ранее также в работе [8] Кроме того, такие устройства способны обеспечить не только электрическое, но и оптическое управление, так как ПМИ может быть фотоиндуцированным [5]

Обнаруженный в У205-геле внутренний электрохромный эффект (глава 3) делает эти пленки перспективными для их использования в качестве безэлектролитных электохромных индикаторов и оптических элементов памяти

В настоящей главе более подробно рассмотрены два прикладных вопроса, а именно

- использование эффекта переключения для разработки чувствительных элементов сенсорных устройств, а также электронно-лучевая модификация свойств оксидов переходных металлов

Во втором разделе пятой главы рассмотрен вопрос о возможности применения эффекта переключения в сенсорной технике Информациионным параметром здесь может служить частота генерации /,' релаксационных колебаний Достоинства метода частотного преобразования - это высокая разрешающая способность, стабильность параметров, удобство обработки выходного сигнала, возможность дистанционного измерения и высокий уровень помехозащищенности при передаче информации

Исследована зависимость частоты генерации переключательных структур на основе АОП ~ЧОг от температуры с ростом Т частота растет в пределах от ~ 10 до 450 кГц в интервале температур 10 - 300 К Полученные результаты позволяют сделать вывод о перспективности использования указанных структур в качестве эффективных датчиков температуры, т е о возможности реализации тонкопленочного миниатюрного (размер канала переключения составляет порядка 1 мкм) температурного сенсора с частотным выходом, на диапазон температур от 10 К до ~300 Кис чувствительностью порядка 103 Гц/К

Зависимость пороговых характеристик сэндвич-переключателей на основе гидратированного пентаоксида ванадия от Т и р (глава 3, раздел 2) указывает на возможность использования их в качестве тонкопленочных микросенсоров температуры и величин, связанных с давлением (сила, механические напряжения и т п )

- в том числе, в микроэлектромеханических системах (МЭМС)

В третьем разделе главы 5 показана возможность и представлены результаты исследования электронно-лучевой (ЭЛ) модификации оксидов переходных металлов Показано, что ЭЛ облучение изменяет физико-химические свойства АОП V, Та и № При увеличении дозы облучения наблюдается сдвиг интерференционных спектров отражения в коротковолновую область Для оксида ванадия величина пороговой дозы (\У„) равняется 1-100 мкКл/см2 в зависимости от режимов окисления ванадия, условий хранения пленки и параметров ЭЛ экспонирования Наибольшей чувствительностью (минимальной обладают АОП на ванадии, полученные в электролите с относитель-

а Ъ

100 пго

Рис.7. Электронно-микроскопические изображения рисунков оксидно-ванадиевого резиста (после ЭЛ экспонировании с дозой \\,г= I 75 мкЮг/см* и проявлении) па йп дифракционная решетка (а), "точки" {Ь) и еубмикронпьге линии (с, высота ступеньки на рисунке й составляет 138 ям.

но высоким содержанием водного раствора буры (30-40 мл на литр ацетона) в вольтстатическом режиме при напряжениях анодирования до 20 В, которые характеризуются относительно большим содержанием фазы УСЬ, Для других материалов величины У/а значительно выше, чем для оксида ванадия; например, пороговые дозы для окислов МЬ и 'Га составляют 400-450 и 600-630 мкКл/см1, соответственно. Можно полагать, что ЭЛ модификация оксида паналия связана с электронно-индуцированным ПМИвУОз.

Помимо изменения оптических свойств, наблюдалось также влияние ЭЛ обработки на электрические свойства АОЛ. При увеличении дозы облучения возрастала проводимость пленок - при изменении V/ от 15 до 500 мкКл/см3 проводимость АОП V, определяемая по омическому участку ПАХ, возрастала на 2 порядка. Облучение электронами снижало также напряжение электрической формовки. Процесс ЭФ, гак же как и пробой, определяется случайным распределением слабых мест в оксидной пленке и носит статистический характер, что приводит к широкому распределению величины V,- для одного и того же образца и, как результат, к разбросу пороговых параметров переключения. Обработка электронным лучом существенно снижает разброс

напряжений электроформовки и унифицирует пороговые характеристики переключателей При увеличении экспозиционной дозы исходный оксид можно модифицировать таким образом, что электрическое переключение будет наблюдаться сразу же после ЭЛ облучения без предварительной электроформовки Разброс пороговых параметров при этом минимален В данном случае можно говорить об «электронно-лучевой формовке», в отличие от процесса «обычной» ЭФ, описанного в главе 1

Показано, что механизм модификации связан с кристаллизационными процессами в исходно аморфных структурах Это подтверждается прямыми рентгенографическими исследованиями структуры АОП после их электронно-лучевой обработки Кроме того, в некоторых случаях определенный вклад в ЭЛ модификацию дают и изменения фазового состава Например, в случае АОП на ванадии, исходный фазовый состав которых представляет собой смесь высшего оксида УгОв и диоксида ванадия, происходит частичное восстановление УгОэ —> УОг

Важно отметить, что в результате ЭЛ воздействия наблюдался эффект селективного жидкофазного и сухого (плазмохимического) травления - скорости травления исходных и подвергнутых электронно-лучевому воздействию участков существенно различались после ЭЛ воздействия травление происходит медленнее, чем травление исходной пленки, т е материал ведет себя как негативный резист Этот факт обеспечивает возможность проведения литографического процесса с аморфным оксидом ванадия в качестве электронорезиста Показано, что аморфный оксид ванадия, в силу высокой чувствительности (низкой пороговой дозы) и высокого разрешения (~ 100 нм - см рис 7), является перспективным материалом для разработки неорганических резистов для субмикронной литографии, что является одной из актуальных проблем современной наноэлектроники

Таким образом, исследованный электронно-лучевой литографический процесс позволяет с одной стороны проводить травление кремниевых полупроводниковых структур, используя оксид ванадия в качестве резиста, а с другой стороны осуществлять литографию для создания микро- и нано-структур на основе оксидов ванадия

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты и общие выводы работы состоят в следующем

1 С использованием специально разработанных оригинальных экспериментальных методик (включая методики низкотемпературных измерений пороговых параметров, лавинной инжекции электронов из кремния в изучаемые материалы) проведены систематические исследования эффектов электронных неустойчивостей в представительных по своей структуре и свойствам для всего класса соединений переходных металлов материалах аморфных пленках оксидов Т1, V, Мп, Ре, У, Хт, ЫЬ, Мо, Щ Та, монокристаллах У20з Сг, N182 8е и Си1г284 8е, поликристаллических материалах - ВТСП керамиках и пленках, в композитном полимероподобном материале - ксерогеле У205хпН20, а также в природном углеродосодержащем материале (шунгите)

2 Установлено, что в высших оксидах V, Т1, Ре, МЬ, Мо, Щ и Та после их электрической формовки в сэндвич-структурах наблюдается пороговое переключение с Б-образной вольт-амперной характеристикой, а Мп и У - с М-образной ВАХ Обнаружено, что пороговое напряжение обращается в нуль при определенной температуре, совпадающей с температурой ПМИ в У02, Т12О3, №Ог, БезОд и WOз х для соответствующих соединений На основе этих результатов, в совокупности с данными структурных исследований с использованием микроскопических и дифракционных методов, показано, что в процессе электрической формовки происходят электротермические (электрохимические) процессы, приводящие к образованию кристаллических каналов, состоящих из низших оксидов, радиусом от 1 до 10 мкм

3 Разработана методика и созданы модельные образцы для определения возможности и результатов электронного управления переходом металл-изолятор в УСЬ Показана возможность такого управления посредством лавинной инжекции электронов, которая осуществлялась при приложении линейно изменяющегося напряжения к структуре р-81— БЮг-УОг Получена верхняя оценка концентрации инжектированных носителей, инициирующих ПМИ, составляющая 5,6 1018 см"3, что по порядку величины соответствует мотговской критической концентрации для УОг и концентрации электронов в У02 в неметаллическом состоянии непосредственно перед ПМИ (1018 - 1019 см"3)

4 Посредством математического моделирования на основе совместного решения уравнений теплопроводности и непрерывности тока определены распределения температуры, напряженности электрического поля и плотности тока в канале переключения Показано, что в относительно слабых полях (<105 В/см) при не слишком низких температурах окружающей среды температура в канале может достигать значений, соответствующих температуре ПМИ в кристаллическом УОг Т(=340 К При низких температурах (до 10 К) в сильных электрических полях (до 105 - 106 В/см), отвечающих условиям эксперимента, температура канала, при которой происходит переключение, не достигает величины Ъ При этом, однако, концентрация носителей заряда, восстановленная из полученных распределений напряженности поля и тока, отвечает мотговской критической концентрации для УОг и с увеличением напряженности поля уменьшается Последнее связано с тем, что условием переключения здесь является достижение критического значения напряженности поля, при котором исчезают связанные состояния, т е происходит делокализация электронов

5 Обнаружен эффект переключения в монокристаллах У^Оз Сг, №Бг Бе и СиЬ^ 5е, ВТСП керамиках, в сэндвич структурах на основе ксерогеля УгОзхпНгО, а также в шунгите (углеродном материале, содержащем фуллерены) Установлено, что в N182 Эс имеет место эффект ОДС >1-типа, в СиЪ^ Бе, У205-геле, ВТСП и шунгите - Э-типа, а в У2Оз Сг происходит переключение последовательно с в- и Ы-ОДС Закономерности этих явлений аналогичны закономерностям, наблюдаемым в аморфных пленках оксидов переходных металлов Кроме того, обнаружено, что в пленках щдратированного пентаоксида ванадия, полученного золь-гель методом, происходит модификация электрических и оптических свойств (увеличение проводимости, сдвиг края собственного поглощения в сторону больших длин волн, уменьшение поглощения в длинноволновой области спектра) при катодной

поляризации, связанная с электромиграцией ионов водорода Обнаруженный эффект изменения оптических свойств характеризуется как внутренний электрохромный эффект (без участия электролита)

6 Вся совокупность экспериментальных результатов интерпретирована с единых позиций ПМИ типа перехода Мотта, индуцированного электронными эффектами В относительно слабых полях (<105 В/см) эффект переключения описывается как ПМИ возникающий в результате джоулевого нагрева канала (модель «критической температуры») В сильном электрическом поле имеют место отклонения от электротермического механизма, связанные с влиянием электронных эффектов на ПМИ, и переключение здесь связано с ростом концентрации носителей заряда в сильных электрических полях до критических значений, соответствующих моттовскому переходу

7 Из критерия Мотта для перехода металл-изолятор получено выражение для корреляционной длины S, отвечающей кулоновскому взаимодействию между электронами и положительно заряженными центрами металла Полученное соотношение использовано для вычисления в диоксиде ванадия Показано, что для VO2 вблизи ПМИ q составляет 15-20 А Перестройка электронного спектра при переходе диоксида ванадия в неметаллическое состояние приводит к уменьшению ^ до значений 1 -2 А, что соответствует локализации электронов на атомах ванадия

8 Разработаны подходы к созданию электронных переключательных устройств и чувствительных элементов датчиков различных величин (в частности, температуры, давления, механических напряжений), характеризуемых малыми размерами, высоким быстродействием, низкой пороговой мощностью и совместимостью с современной интегральной технологией, основанных на использовании явлений электронных неустойчивостей в соединениях переходных металлов Показана возможность реализации эффектов тиристорного и транзисторного типа при электронном управлении переходом металл-изолятор в условиях лавинной инжекции электронов в трехэлектродных структурах S1-S1O2-VO2

9 Обнаружен эффект модификации свойств оксидов переходных металлов при электронно-лучевом воздействии Показаны возможности использования аморфных пленок оксида ванадия в качестве высокочувствительного неорганического резиста для нанолитографии Установленная в работе низкая пороговая доза облучения (~10 мкКл/см2) может быть связана с электронным возбуждением перехода металл-изолятор в VO2

Цитированная литература.

1 Imada М , Fujimori А, Tokura Y "Metal-Insulator Transitions" Rev Mod Phys 1998, v 70, n.4,p 1059-1263

2 Цэндин К Д, Лебедев Э А, Шмелышн А Б «Неустойчивости с S- и N-образными вольт-амперными характеристиками и фазовые переходы в халькогенидных стеклообразных полупроводниках и полимерах» ФТТ, 2005, т 47, в 3, с 427-432

3 Одынец J1 Л, Орлов В М Анодные оксидные пленки Л Наука, 1990 -200 с

4 Бугаев А А, Захарченя Б П, Чудновский Ф А Фазовый переход металл-полупроводник и его применение Л Наука, 1979 - 183с

5 Cavallen A , Toth С , Siders С W, Squier J A , Raksi F , Forget P , Kieffer J С "Femtosecond structural dynamics in VO2 during an ultrafast solid-solid phase transition" Phys Rev Lett 2001, v 87, p 237401-237404

6 Ильинский А В , Климов В A, Ханин С Д, Шадрин Е Б «Электрические и оптические явления в диоксиде ванадия вблизи фазового перехода полупроводник-металл»,Язе РГПУФизика, 2006,№6(15),с 100-119

7 Криве И В, Рожавский А С «Квазиодномерный пайерлсовский изолятор в постоянном электрическом попе» ЖЭТФ, 1981, т 81, в 5(11), с 1811-1826

8 Zhou С , Newns D М , Misewich J А , Pattnaik Р С "A field effect transistor based on the Mott transition in a molecular layer" Appl Phys Lett 1997, v 70, n 5, p 598-600

Основное содержание и результаты диссертации отражены в следующих работа»

Монографии

1 Pergament A Metal-insulator transitions and electronic switching / Петрозаводск Изд-во В Ларионова, 2003 - 148 с (9,25 п л)

2 Pergament A L, Stefanovich G В, Vehchko А А, Khamn S D Electronic Switching and Metal-Insulator Transitions in Compounds of Transition Metals // Condensed Matter at the Leading Edge / Editor Das M P - Nova Science Publishers, 2006 - P 1-67 (4,19пл/1,05пл)

Статьи в ведущих рецензируемых журналах

3 Алешина Л А , Глазкова С В, Малиненко В П , Пашкова О А, Пергамент А Л, Стефанович Г Б, Фофанов А Д, Чудновский Ф А Анодное окисление высокотемпературного сверхпроводника YBa2Cu307-5 // Письма в ЖТФ - 1990 -Т 16 - В 10 - С 68-71 (0,25 п л /0,03 п л )

4 Пергамент А Л , Стефанович Г Б , Чудновский Ф А Фазовый переход металл-полупроводник и переключение в V02 в сильном электрическом поле // Письма в ЖТФ -1993 -Т 19 - В 20 - С 69-73 (0,31 пл/0,10пл)

5 Пергамент А Л , Стефанович Г Б , Чудновский Ф А Фазовый переход металл-полупроводник и эффект переключения в оксидах переходных металлов // ФТТ -1994 -Т36 -№10 - С 2988-3001 (0,88 п л /0,29 п л)

6 Алешина Л А, Глазкова С В, Малиненко В П, Пашкова О А, Пергамент А Л, Стефанович Г Б , Фофанов А Д, Низкотемпературное электрохимическое управление кислородной стехиометрией и сверхпроводящими свойствами YBa2Cu307-x // Сверхпроводимость Физ,Хим,Техн -1991 -Т4 - №2 - С331-338 (0,5п л/0,07 пл )

7 Пергамент А Л, Стефанович Г Б, Чудновский Ф А Влияние электрохимической обработки на кислородную стехиометрию и Тс Bi2.*PbxSr2CaCu20g+y // Сверхпроводимость Физ , Хим , Техн - 1992 - Т5 - №12 -С 2368-2371 (0,25 п л/0,08 п л)

8 Chudnovskn F А, Pergament A L , Schaefer D А , Stefanovich G В Effect of laser irradiation on the properties of transition metal oxides // J Solid State Chem - 1995 -V 118 -P 417-418 (0,125 п л /0,03 пл)

9 Одынец Л JI, Пергамент A Л, Стефанович Г Б , Чудновский Ф А Механизм фазообразования в тонкопленочных структурах металл-оксид-металл с оксидами переходных металлов // ФТТ. - 1995 - Т 37 - № 7 - С 2215-2218 (0,25 п л /0,06 п л)

10 Chudnovskii F А, Odynets L L, Pergament A L , Stefanovich G В Electrofonning and switching in oxides of transition metals The role of metal-insulator transition in the switching mechanism // J Solid State Chem - 1996 - V 122 - P 95-99 (0,31 п л /0,08 п л)

11 Chudnovskii F A, Pergament A L, Schaefer D A, Stefanovich G В Optical medium based on vanadium oxide films // Proc SPIE - 1996 - V 2777 - P 80-84 (0,31 п л /0,08 п л )

12 Ильин A M , Пергамент A JI, Стефанович Г Б, Хахаев А Д, Чудновский Ф А Лазерно-стимулированная модификация свойств оксидов переходных металлов // Оптика и спектроскопия - 1997 - Т 82 - № 1 - С 46-50 (0,31 п л /0,06 п л)

13 Chudnovskii F А, Pergament A L, Stefanovich G В , Somasundaram Р, Honig J М N-type negative resistance in M/NiS2-xSex/M structures // Phys Status Sohdi (a) -1997 -

V 161 - P 577-580 (0,25 п л /0,05 п л )

14 Chudnovskii F A, Pergament A L, Stefanovich G В , Somasundaram P , Homg J M Electronic switching in CuIr2S4xSex // Phys Status Sohdi (a) - 1997 - V 162 - P 601607 (0,44 п л /0,09 п л )

15 Chudnovskii F A, Malinenko V P, Pergament A L, Stefanovich G В Electrochemical oxidation of Y-Ba-Cu-0 high-Tc superconductors // Electrochimica Acta. -

1998 - V 43 -№12-13 -P 1779-1784 (0,38 п л/0,09 п л)

16 Pergament A L, Stefanovich G В Phase composition of anodic oxide films on transition metals a thermodynamic approach //Thin Solid Films -1998 -V322 -№1-2 -P 33-36 (0,25 п л /0,13 п л)

17 Chudnovskii F A, Pergament A L, Stefanovich G В , Metealf P A, Homg J M Switching phenomena in chromium-doped vanadium sesquioxide // J. AppL Phys. -1998 -

V 84 - № 5 - P 2643-2646 (0,25 п л /0,05 п л )

18 Chudnovskii F A, Pergament A L, Somasundaram P , Homg J M Delay Time Measurements ofNiS2-xSex-Based Switches //Phys Stat Sol (a) -1999 -V172 -№1 -P 131-136 (0,38 п л /0,09 п л)

19 Chudnovskii F A, Kikalov D O, Pergament A L, Stefanovich G В Electrical Transport Properties and Switching in Vanadium Anodic Oxides Effect of Laser Irradiation //Phys Stat Sol (a) -1999 -V172 -№ 2 -P 391-395 (0,31 п л/0,08 п л)

20 Stefanovich G В, Pergament A L, Chudnovskii F A, Kikalov D О Laser Modification of the Electrical Properties of Vanadium Oxides Thin Films // Proc SPIE -

1999 -V 3725 - P 164-167 (0,25 п л /0,06 п л)

21 КикаловД О , Малиненко В П, Пергамент А Л , Стефанович Г Б Оптические свойства тонких пленок аморфных оксидов ванадия // Письма в ЖТФ - 1999 - Т 25 -В 8 - С 81-87 (0,44 п л/0 11 п л)

22 Stefanovich G В, Pergament A L, Chudnovskii F А, Kikalov D О Laser Modification of the Electrical Properties of Vanadium Oxide Thin Films", Opto-Electromcs Review, v 7, N 2, 131-134 (0,25 п л /0,06 п л )

23 Стефанович Г Б, Пергамент А Л, Казакова Е Л Электрическое переключение в структурах металл-диэлектрик-металл на основе гидратированного пентаоксида ванадия//Письма в ЖТФ -2000 -Т 26 - В 11, С 62-65 (0,25 п л/0,08 п л)

24 Stefanovich G, Pergament A, Stefanovich D Electrical switchmg and Mott transition in V02 // J. Phys.: Condens. Matter - 2000 -V 12, №41 - P 8837-8845 (0,56 п л/0,19 п л )

25 Казакова Е JI, Пергамент А Л, Стефанович Г Б Гаврилова Д С Внутренний электрохромный эффект в гидратированном пентаоксиде ванадия // Конденсированные среды и межфазные границы -2001 -ТЗ -В2 - С 153-156 (0,25 п л/0,08 п л )

26 Борисков П П , Величко А А, Пергамент A JI, Стефанович Г Б, Стефанович Д Г Влияние электрического поля на переход металл-изолятор в диоксиде ванадия // Письма в ЖТФ -2002 -Т28 -BIO - С 13-18 (0,38 п л/0,08 п л )

27 Казакова Е JI, Пергамент A JI, Стефанович Г Б Модификация электрических и оптических свойств гидратированного пентаоксида ванадия при электромиграции протонов // Письма в ЖТФ - 2002 - Т 28 - В 20 - С 35-41 (0,44 п л /0,15 п л )

28 Pergament A L ,Kazakova Е L , Stefanovich G В Optical and electrical properties of vanadium pentoxide xerogel films Modification in electnc field and the rôle of ion transport // J. Phys. D: AppL Phys - 2002 - V 35 -№17 -P 2187-2197 (0,69 п л /0,23 п л )

29 Величко A A, Стефанович Г Б, Пергамент A JI, Борисков П П Детерминированный шум в структурах на основе диоксида ванадия // Письма в ЖТФ.

- 2003 - Т 29 - В 10 - С 82-87 (0,38 п л /0,09 п л )

30 Величко А А, Кулдин H А, Стефанович Г Б , Пергамент A JI Управление динамикой переключения в структуре S1-S1O2-VO2 // Письма в ЖТФ - 2003 - Т 29 -В 12 - С 49-53 (0,31 п л /0,08 п л )

31 Pergament A Metal-insulator transition the Mott cntenon and coherence length//J. Phys.: Condens. Matter -2003 -V15 -№19 -P 3217-3224 (0,5 п л)

32 Казакова E JI, Луговская Л A, Пергамент A Л, Стефанович Г Б Электронные и ионные процессы в гидратированном пентаоксиде ванадия // Конденсированные среды и межфазные границы -2003 - Т5 - В2 - С 187-192 (0,38 п л/0,09 п л )

33 Pergament A L , Malinenko V P , Tulubaeva О I, Aleshina L A Electroformmg and switchmg effects in yttnum oxide//Phys stat sol (a) -2004 -V201 -№7 -P 15431550 (0,50 п л/0,13 п л )

34 Stefanovich G В, Pergament A L, Vehchko A A, Stefanovich L A Anodic oxidation of vanadium and properties of vanadium oxide films // J. Phys.: Condens. Matter

- 2004 - V 16 - № 23 - P 4013 - 4024 (0,75 п л /0,19 п л )

35 Pergament A, Kazakova E, Morak A The photomduced Mott transition from métal to msulator the problem of cntical concentration // J. Phys.: Condens. Matter - 2005 -V 17 -№7 -P 1151-1156(0,38пл/0,13пл)

36 Величко A A, Казакова E Л , Кикалов Д О , Кулдин H А, Пергамент А Л , Стефанович Г Б, Стефанович Д Г Электронно-лучевая модификация свойств оксидов переходных металлов // Конденсированные среды и межфазные границы - 2004 - Т 6 -В 4 - С 336-339 (0,25 п л/0,04 п л)

37 Величко А А, Кулдин H А , Стефанович Г Б, Пергамент А Л, Борисков П П Аморфный оксид ванадия - неорганический резист для нанолитографии // Успехи современного естествознания -2004 -№4 - С 53-54 (0,13 п л/0,03 п л )

38 Величко А А, Пергамент А Л, Стефанович Г Б Разработка технологий изготовления электронных приборов на основе оксидов переходных металлов // Фундаментальные исследования - 2005 - № 8 - С 44-47 (0,25 п л /0,08 п л )

39 Кулдин H А > Величко А А, Пергамент A JI, Стефанович Г Б , Борисков П П Численное моделирование электрических свойств структуры S1-S1O2-VO2 // Письма в ЖТФ -2005 -Т31 -В 12 - С 63-70(0,50 п л/0,10 п л)

40 Березина О Я , Величко А А , Казакова Е JI, Пергамент A J1, Стефанович Г Б, Яковлева Д С Модификация свойств пленок гидратированного пентаоксида ванадия методами плазменной и ионно-лучевой обработки // Конденсированные среды и межфазные границы - 2005 - Т 7 - В 2 - С 123-129 (0,44 п л /0,07 п л )

41 Pergament А, Morak A Photoinduced metal-insulator transitions Cntical concentration and coherence length // J. Phys. A: Math. Gen - 2006 - V 39 - № 17 -P 4619-4623 (0,31 п л /0,16 п л )

42 Пергамент A JI, Ханин С Д Электронное переключение в тонких слоях оксидов переходных металлов II Изв. РГПУ им. А. И. Герцена. Естественные и точные науки - апрель 2007 - № 7(26) - С 69-86 (1,13 п л /0,56 п л ) (подписана к печати 25 12 2006)

Статьи в научных и методических сборниках

43 Пергамент A JI, Стефанович Г Б , Чудновский Ф А Влияние термообработки на фазовый переход металл-полупроводник в аморфной двуокиси ванадия // В кн Физика окисных пленок Сб науч трудов - Петрозаводск, 1988 - С 3-7 (0,31 п л/0,10 п л)

44 Малиненко В П, Пергамент A JI, Стефанович Г Б Переключение в тонкопленочных структурах на основе двуокиси ванадия // В кн Электронная релаксация и кинетические явления в твердых телах Сб науч трудов - Санкт-Петербург, 1992 - С 157-160 (0,25 п л /0,08 п л )

45 Pergament А, Stefanovich G , Vehchko А , Melmchenok I, Kotsuba E , Romanov V "Switching effects ш oxides of vanadium, nickel and zinc" In Sci Articles Technomat Infotel - Sci Invest LTD, Bulgana, 2006 - P 57-67 (0,69 п л/0,11 п л )

Материалы Всесоюзных, Всероссийских и Международных конференций

46 Пергамент A JI Эффект переключения в МОМ структурах с аморфной двуокисью ванадия // Физика окисных пленок 2-я Всесоюзная конф - Петрозаводск, 1987 -часть2, С 44-45 (0,13 пл)

47 Алешина JI А , Глазкова С В , Малиненко В П , Пашкова О А , Пергамент А Л, Стефанович Г Б, Фофанов А Д Электрохимическое окисление как возможный способ получения ВТСП пленок // Современная технология получения материалов и элементов ВТСП микросхем Межотраслевой научно-технический семинар (Минск, 1990) - Москва, 1990 - С 57-58 (0,13 п л /0,02 п л )

48 Andreev V N, Chudnovskn F А, Lukoshkin V А, Pergament A L , Stefanovich G В Electncal conductivity of shungite // Proc Int Conf "Fullerenes and Atomic CJusters" - S-Petersburg, Russia, 1993 - P 48 (0,06 п л /0,01 п л )

49 Малиненко В П , Пергамент А Л , Семенова H H , Стефанович Г Б , Ханин С Д Электрические свойства сэндвич-структур на основе оксидов ванадия // Международная научно-техническая конференция по физике твердых диэлектриков «Диэлектрики-97» - Санкт-Петербург, 1997 - том 1, С 46-47 (0,13 п л /0,03 пл)

50 Pergament A L, Chudnovsku F A, Metcalf P A, Somasundaram P, Honig J M Electncal switching in N1S2 xSex and V2O3 Cr crystals // International conference on solid state crystals - Warsaw, Poland, 1998 - 97 (0,06 п л /0,01 п л)

51 Gurtov V A , Kikalov D О , Pergament A L , Stefanovich G В Laser and e-beam modification of the properties of transition metal oxide films II Teaching Mathematics and Physics in Secondary and Higher Education Proceedings of third inter-Karelian conference -Petrozavodsk, Russia - Joensuu, Finland, 1998 - P 300-303 (0,25 п л /0,06 п л )

52 Stefanovich G B, Pergament A L, Malinenko V P, Kikalov D О Laser modification of the properties of transition metal oxides // Acta Umversitatis Lappeenrantaensis - 1999 -V84 -P 552-557 (7th Nordic Conference in Laser Processing of Materials - Lappeenranta, Finland) (0,38 п л /0,09 п л)

53 Стефанович Г Б , Пергамент А Л, Величко А А , Стефанович Д Г , Schrier М Сухое проявление резиста на основе оксида ванадия травлением в плазме // Материалы конференции по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-2001 - Петрозаводск, 2001 - том 2, С 169-172 (0,25 п л /0,05 п л)

54 Пергамент А Л, Стефанович Г Б, Кузнецов С Н, Казакова Е Л Влияние СВЧ водородной плазмы на свойства пленок оксида ванадия // Материалы конференции по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-2001 - Петрозаводск,

2001 - том 2, С 173-177 (0,31 п л /0,08 п л )

55 Стефанович Г Б, Пергамент А Л, Казакова Е Л Электронные и ионные процессы в гидратированном пентаоксиде ванадия Внутренний электрохромный эффект // Аморфные и микрокристаллические полупроводники Сборник трудов Ш-й Международной конференции - Санкт-Петербург, 2002 - С 209 (0,06 п л /0,02 п л )

56 Стефанович Г Б, Стефанович Д Г, Величко А А, Пергамент А Л Электронно-лучевая модификация аморфного оксида ванадия // Аморфные и микрокристаллические полупроводники Сборник трудов Ш-й Международной конференции - Санкт-Петербург, 2002 - С 210 (0,06 п л/0,02 п л )

57 Казакова Е Л, Луговская Л А, Пергамент А Л, Стефанович Г Б Электронные и ионные процессы в гидратированном пентаоксиде ванадия // Материалы I Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (ФАГРАН-2002) - Воронеж,

2002 - С 198 (0,06 п л/0,02 п л )

58 Pergament A L , Stefanovich G В , Kazakova Е L , Stefanovich D G , Velichko А A Thin Films of Amorphous and Hydrated Vanadium Oxides Growth, Properties and Applications // Solid State Phenomena - 2003-V 90-91 -P 97-102 (Proceedings of the 5th International Conference on Solid State Chemistry - SSC 2002 - Bratislava, Slovakia, 2002) (0,38 пл/008пл)

59 Stefanovich G В , Velichko A A , Pergament A L , Stefanovich D G , Kuldin N A Amorphous vanadium oxide new resist material for nanohthography // Proceedings of the XXXVII annual conference of the Finnish Physical Society - Helsinki, Finland, 2003 -P 252 (0,06 п л /0,01 п л)

60 Стефанович Г Б, Пергамент А Л , Величко А А, Стефанович Д Г, Кулдин Н А , Борисков П П Аморфный оксид ванадия — резист для нанолитографии // Сборник

докладов 15-го Международного симпозиума «Тонкие пленки в оптике и электронике»

- Харьков, 2003 - С 263-267 (0,31 п л /0,05 п л)

61 Стефанович Г Б, Казакова Е Л, Величко А А, Пергамент А Л, Черемисин А Б, Яковлева Д С, Березина О Я Электронные и ионные процессы в гидратированном пентаоксиде ванадия // Физика диэлектриков (Диэлектрики-2004) Материалы 10-й Международной конференции - Санкт-Петербург, 2004 - С 274-276 (0,19 п л/0,03 пл)

62 Стефанович Г Б, Стефанович Д Г, Кулдин Н А, Величко А А, Пергамент А Л, Борисков П П, Путролайнен В В Альтернативные методы нанесения оксиднованадиевого резиста // Материалы Всероссийской науч конф "Физика низкотемпературной плазмы-2004" - Петрозаводск, 2004 - С 205-208 (0,25 п л/0,04 п л)

63 Пергамент А Л, Стефанович Г Б, Величко А А Электронное переключение и переход металл-изолятор в соединениях переходных металлов // Аморфные и микрокристаллические полупроводники Сборник трудов IV-й Международной конференции - Санкт-Петербург,2004 - С 236-237 (0,13пл/0,04пл)

64 Стефанович Г Б, Пергамент А Л, Величко А А, Кулдин Н А, Борисков П П Аморфный оксид ванадия - новый неорганический резист для микро- и нанолитографии // Аморфные и микрокристаллические полупроводники Сборник трудов IV-й Международной конференции - Санкт-Петербург, 2004 - С 307-308 (0,13 п л /0,03 п л)

65 Березина О Я, Величко А А, Казакова Е Л , Пергамент А Л , Стефанович Г Б, Яковлева Д С Модификация свойств пленок гидратированного пентаоксида ванадия методами плазменной и ионно-лучевой обработки // Материалы II Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» («ФАГРАН-2004») - Воронеж, 2004 - том 2 -С 393-396 (0,25 п л /0,04 п л)

66 Kuldin N А, Velichko А А, Pergament А L, Stefanovich G В Numencal Simulation of the fleld effect on metal-insulator transition in vanadium dioxide // Physics of Electronic Materials 2Bd International Conference Proceedings - Kaluga, Russia, 2005 - V 2 P 209-212 (0,25 п л /0,06 п л)

67 Черемисин А Б, Путролайнен В В, Величко А А, Пергамент А Л, Стефанович Г Б, Gnshm А М Модификация физико-химических свойств тонких аморфных пленок оксидов ванадия под действием излучения эксимерного лазера // Сборник трудов V международной конференции «Аморфные и микрокристаллические полупроводники» -Санкт-Петербург, 2006 - С 317-318 (0,13 п л/0,02 п л )

68 Березина О Я , Величко А А , Пергамент А Л , Стефанович Г Б , Мануйлов С А, Коцуба Е С , Мельниченок И А Зависимость физических свойств пленок оксида ванадия легированных вольфрамом от концентрации примеси // Сборник трудов V международной конференции «Аморфные и микрокристаллические полупроводники»

- Санкт-Петербург, 2006 - С 327-328 (0,13 п л/0,02 п л )

69 Березина О Я , Величко А А , Стефанович Г Б , Пергамент А Л Малиненко В П Усачев Р В, Путролайнен В В Измерение физических свойств пленок оксидов ванадия в результате легирования // Материалы III Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (ФАГРАН-2006) - Воронеж, 2006 - том 2, С 499-502 (0,25 п л / 0,04 пл)

70 Пергамент А Л, Величко А А, Кулдин Н А, Путролайнен В В , Черемисин А Б Фазовый переход металл-изолятор и низкотемпературное электронное переключение в диоксиде ванадия II Труды 34 совещания по физике низких температур (НТ-34) - Ростов-на-Дону, 2006 - том1 - С 91-92 (0,13 п л /0,03 п л)

71 Черемисин А Б, Путролайнен В В, Величко А А, Пергамент А Л, Стефанович Г Б Неорганический резист на основе оксидов ванадия для нанолитографии // Сборник трудов Десятой Международной научной конференции и школы-семинара "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" (ПЭМ-2006) - Таганрог, 2006 - Ч 2, С 68-71 (0,25 п л /0,05 п л )

72 Пергамент А Л, Стефанович Г Б, Величко А А, Путролайнен В В, Черемисин А Б, Артюхин Д В, Стрелков А Н Эффекты переключения и памяти в структурах на основе оксидов переходных металлов // Сборник трудов Десятой Международной научной конференции и школы-семинара "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" (ПЭМ-2006) - Таганрог, 2006 - Ч 1, С 96-99 (0,25 п л /0,04 п л)

Подписано в печать 01 10 2007 Бумага офсетная Гарнитура Тайме Объем 2,5 п л, Тираж 100 экз Заказ №01-'0-2007

Отпечатано с оригинал-макета заказчика

в типографии ООО «Политон» 198096, Санкт-Петербург, пр Стачек, 82 тел 784-13-35

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЭФФЕКТ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ В АМОРФНЫХ ПЛЕНКАХ ОКСИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ.

1.1. Краткий обзор современного состояния исследований эффектов электронного переключения.

1.2. Методика эксперимента.

1.2.1. Получение опытных образцов.

1.2.2. Методики электрофизических и структурных исследований.

1.3. Экспериментальные результаты исследования эффекта переключения.

1.3.1. Закономерности переключения в структурах У-У02-металл.

1.3.2. Температурные зависимости пороговых параметров и фазовый состав каналов переключения MOM структур на основе оксидов переходных металлов.

1.3.3. Закономерности переключения в импульсном режиме.

1.3.4. Переключение в V02 в сильном электрическом поле.

1.4. Электронное управление переходом металл-изолятор при контролируемой инжекции носителей заряда.

1.5. Обсуждение результатов

2. ЭФФЕКТЫ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ В КРИСТАЛЛАХ СОЕДИНЕНИЙ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ.

2.1. S- и N-образные вольт-амперные характеристики структур на основе полуторного оксида ванадия (VixCrx)203.

2.2. Переключение в сульфиде никеля NiS2-xSex.

2.3. Переключение в тиошпинели CuIr2S4xSex.

2.4. Электрические неустойчивости в ВТСП

3. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В КОМПОЗИТНЫХ ПОЛИМЕРОПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛАХ НА ОСНОВЕ ПЕНТАОКСИДА ВАНАДИЯ В СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЯХ.

3.1. Условия получения, строение и свойства пленок гидратированного пентаоксидаванадия

3.2. Экспериментальные результаты исследования электроформовки и переключения в сэндвич структурах на основе V2O5 геля.

3.3. Модификация электрических и оптических свойств V2O5 геля под влиянием внешних воздействий.

3.3.1. Термообработка на воздухе.

3.3.2. Термообработка в вакууме.

3.3.3. Обработка в СВЧ водородной плазме.

3.3.4. Электрополевая модификация. Внутренний электрохромныйэффект

4. ПЕРЕХОД МЕТАЛЛ-ИЗОЛЯТОР И ЭФФЕКТ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ В СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЯХ.

4.1. Анализ состояния вопроса о механизмах перехода металл-изолятор.

4.2. Механизмы перехода металл-изолятор в диоксиде ванадия.

4.2.1. Существующие модельные представления о переходе металл-изолятор в VO2.

4.2.2. Критерий Мотта и длина когерентности.

4.2.3. Модель перехода металл-изолятор в диоксиде ванадия.

4.3. Эффект переключения как фазовый переход металл-изолятор в электрическом поле.

5. ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1. Основные направления практического использования результатов исследования.

5.2. Применение эффекта переключения в сенсорной технике.

5.3. Электронно-лучевая модификация оксидов переходных металлов.

Соединения переходных металлов (оксиды, сульфиды, халькогениды и др.) представляют значительный интерес для научных исследований и являются перспективными материалами с точки зрения их использования в различных областях техники, что связано с их разнообразными, подчас уникальными, свойствами [1-10]. Переходные металлы, проявляя переменную валентность, образуют, например, в соединениях с кислородом, как правило, целый ряд оксидов, обладающих широким спектром физических свойств. Эти вещества могут находиться как в металлическом, так и в неметаллическом состояниях [710]. Так, аморфные слои ТагС^ и №>205 являются превосходными диэлектриками и используются в оксидных конденсаторах [11]. Низшие оксиды И, Мо, 1МЬ проявляют металлические свойства, а при легировании могут быть даже сверхпроводниками [7]. Одними из выразительных свойств соединений переходных металлов являются электронные неустойчивости, такие как фазовый переход металл-изолятор (ПМИ) [1-7] и эффект электрического переключения [12-14].

Переключение было первоначально обнаружено и исследовано в аморфных (халькогенидных стеклообразных) полупроводниках [15-22], в которых наблюдаются эффекты отрицательного дифференциального сопротивления (ОДС) с 8-образной вольт-амперной характеристикой (иногда после предварительного процесса термоэлектрического нагружения - так называемой «электрической формовки»). Явление переключения связано с развитием токовых неустойчивостей в сильных электрических полях, приводящих к появлению на ВАХ участков с ОДС.

В физике соединений переходных металлов электронные неустойчивости связаны со спецификой поведения ё-электронов. Малая пространственная протяжённость волновых функций (¿-электронов приводит к образованию узких зон, а поведение электронов в таких зонах характеризуется сильными межэлектронными корреляциями. Именно электронно-корреляционными эффектами объясняют во многих случаях механизм ПМИ: один из широко известных примеров - это переход Мотта-Хаббарда [1].

Таким образом, проблема изучения электронных неустойчивостей в соединениях переходных металлов находится на стыке различных актуальных областей физики конденсированного состояния [23] - физики сильно коррелированных систем, нелинейных явлений, фазовых переходов.

Наряду с научным интересом к явлениям переключения и ИМИ [2,16,2237], они представляют и значительный практический интерес, обусловленный возможностью разработки на их основе целого ряда электронных устройств [4,15,38-40]. В этой связи, соединения переходных металлов, проявляющие эффекты электронных неустойчивостей, должны занять свое достойное место в ряду новых материалов, определяющих перспективы развития современной электронной техники, таких как, например, аморфные полупроводники [15], органические, в частности, полимерные материалы [39], сверхпроводники (включая ВТСП) [7,24,26], фуллерены и нанотрубки [40].

По сравнению с хорошо изученными в части электрического переключения халькогенидными стеклообразными полупроводниками (ХСП), в соединениях переходных металлов переключение исследовано недостаточно. Вместе с тем, поскольку в данных соединениях наблюдаются переходы металл-изолятор, в отличие от ХСП, в которых ПМИ отсутствует, но, тем не менее, привлекается для объяснения переключения [21,22], можно полагать, что модельные представления, которые развиваются на основе исследования электронных неустойчивостей в соединениях переходных металлов, будут иметь достаточно общий характер. В этом смысле соединения переходных металлов могут рассматриваться как модельный объект в физике электронных неустойчивостей конденсированных систем.

В настоящее время установившихся общепринятых представлений об электронных неустойчивостях в соединениях переходных металлов нет. Так, даже в физике наиболее изученного в плане ПМИ диоксида ванадия отсутствует согласие относительно инициирующего переход фактора [1,2,4,5,28-37]. С одной стороны, в монокристаллах УОг, где ПМИ происходит при температуре Т(=340 К и является фазовым переходом первого рода, высокотемпературная металлическая фаза имеет тетрагональную структуру рутила, в которой каждый атом ванадия расположен в центре кислородного октаэдра, а ниже температуры

Т\ происходит изменение симметрии решётки - переход от тетрагональной к моноклинной сингонии. Отличительной чертой моноклинной фазы является спаривание атомов ванадия вдоль одной из кристаллографических осей. Такое искажение решётки можно рассматривать как удвоение размера элементарной ячейки [4], что дает основание некоторым исследователям трактовать ПМИ в У02 как структурную неустойчивость типа перехода Пайерлса. С другой стороны, как в высокотемпературной, так и в низкотемпературной фазах сильны электронные корреляции [28-37], которые играют важную роль в формировании электронной структуры материала так, что определяющим может являться механизм ПМИ, отвечающий модели Мотта. Таким образом, проблема ПМИ в соединениях переходных металлов нуждается в дальнейших исследованиях.

Как и ПМИ, эффект переключения проявляется в переходе соединения из состояния с низкой электропроводностью в высокопроводящее состояние. Центральная идея данной работы состоит во взаимосвязи между переходом металл-изолятор и электронным переключением в соединениях переходных металлов. Развитие этой идеи связано с изучением ПМИ в неравновесных условиях, в том числе, в сильных электрических полях и в условиях генерации неравновесных носителей заряда, а её аргументация возможна на основе разностороннего исследования широкого круга разнообразных, представительных по составу и структуре материалов данного класса.

Цель работы заключалась в установлении общих закономерностей явлений электронных неустойчивостей в широком круге соединений переходных металлов и в развитии адекватных им модельных представлений.

В задачи работы входило:

1) разработка и реализация экспериментальных методик, необходимых для установления закономерностей и механизмов эффекта переключения;

2) экспериментальное установление основных закономерностей процессов переключения в аморфных пленках и кристаллах соединений переходных металлов, а также в композитном полимероподобном материале на основе гидратированного пентаоксида ванадия (У205-геле);

3) изучение ПМИ в исследуемых материалах в условиях сильного электрического поля и контролируемой инжекции электронов;

4) разработка модельных представлений о механизмах явлений электронных неустойчивостей в соединениях переходных металлов;

5) практические приложения результатов исследования.

Научная новизна результатов исследования заключается в следующем. В отличие от предшествующих работ по электронным неустойчивостям в соединениях переходных металлов, где изучались отдельные оксиды в узком диапазоне изменения внешних условий, в настоящей работе проблема изучается на широком круге объектов, представительных по своему строению и свойствам для всего класса соединений переходных металлов, в различных и широко изменяющихся внешних условиях, в том числе при низких температурах в сочетании с сильными электрическими полями, а также при контролируемой электронной инжекции. Это позволило выявить целый ряд новых закономерностей в изучаемом классе материалов, а также разработать и обосновать модельные представления о механизмах электронных неустойчивостей в них. К числу новых установленных закономерностей относятся:

- наличие эффекта переключения в широком классе аморфных, кристаллических и композитных материалов на основе соединений переходных металлов, в целом ряде которых, а именно - в аморфных оксидах Ре, Ъх, Мо, Щ Мп и У, в кристаллических Си1г284:8е, №82:8е и У203:Сг - переключение обнаружено впервые;

- вольт-амперные характеристики различного типа в разных соединениях: 8-типа (в оксидах V, ТЧ, Бе, №>, Мо, Ш, Та, в Си1г284:8е и в У205-геле), № типа (в оксидах Ът, Мп, У и в №82:8е) и с комбинированным «8-1Ч» переключением (в У203:Сг);

- стремление порогового напряжения переключения к нулю при температуре Т\ь соответствующей температуре фазового перехода металл-изолятор Т{;

- наличие времени задержки при работе сэндвич-структур на основе соединений переходных металлов в импульсном режиме, которое стремится к бесконечности, когда амплитуда импульса приближается к статическому пороговому напряжению и экспоненциально уменьшается с ростом напряжения;

- переключение V02 в металлическое состояние при управляемой инжекции электронов, когда концентрация носителей заряда достигает значений, соответствующих по порядку величины концентрации электронов, отвечающей переходу металл-изолятор в модели Мотга;

- наличие эффекта переключения в диоксиде ванадия при низких температурах в сильных электрических полях, когда температура в канале переключения не достигает температуры перехода Tt, а концентрация носителей заряда соответствует этому переходу;

- уменьшение критической концентрации, соответствующей переключению, с ростом напряженности электрического поля;

- изменения оптических и электрических свойств гидратированного пентаоксида ванадия, которые могут быть охарактеризованы как внутренний электрохромный эффект.

Разработана и обоснована модель механизма переключения в соединениях переходных металлов, основанная на представлениях о том, что переключение обусловлено переходом металл-изолятор, индуцированном электронными эффектами в сильном электрическом поле, которая описывает экспериментально установленные в работе закономерности. Из критерия Мотга для перехода металл-изолятор получено выражение для корреляционной длины, позволяющее оценить эту величину для диоксида ванадия. Полученные значения - 15-20 Ä вблизи перехода и 1-2 Ä в диэлектрическом состоянии - подтверждают ведущую роль электронно-корреляционных эффектов в ПМИ в V02.

На защиту выносятся следующие основные положения.

1) Для развития представлений о природе характерных для соединений переходных металлов физических процессов, ответственных за электронные неустойчивости в них, необходимо расширение как круга изучаемых объектов, включая в него представительные по своему строению и свойствам для этого класса материалы, так и условий эксперимента, в том числе определение закономерностей нелинейных явлений при низких температурах в сочетании с сильными электрическими полями, а также при контролируемой электронной инжекции с использованием определенных экспериментальных методик.

2) В тонких пленках высших оксидов V, Ti, Fe, Nb, Mo, W, Hf, и Та после предварительного термоэлектрического нагружения (электрической формовки) в сэндвич-структурах имеет место пороговое переключение с S-образной вольт-амперной характеристикой, а в оксидах Zr, Мп и Y - с N-образной ВАХ. При электрической формовке в пленках происходят электрохимические процессы, приводящие к образованию кристаллических каналов, состоящих из низших оксидов в структурах на основе V, Fe, Ti, Nb и W радиусом от 1 до 10 мкм. В других исследованных оксидах при электрической формовке также происходит образование каналов переключения, характеризующихся повышенной проводимостью.

3) Механизм переключения в тонких пленках оксидов переходных металлов связан с переходом металл-изолятор типа перехода Мотта в каналах переключения, что подтверждается наличием эффекта при достижении концентрации носителей заряда, соответствующей критической концентрации в модели Мотта.

4) В сильных электрических полях (~106 В/см) происходит увеличение концентрации носителей заряда в каналах переключения до критических значений, соответствующих ПМИ Мотта, при температурах меньших температуры перехода (например, в V02 при T<Tt=340 К). С увеличением напряженности электрического поля имеет место уменьшение критической концентрации носителей заряда, при которой происходит ПМИ и, соответственно, переключение, что обусловлено исчезновением связанных электронных состояний.

5) Выражение для корреляционной длины полученное из критерия Мотта для перехода металл-изолятор, совпадает по форме с выражением для длины когерентности в теории сверхпроводимости, а оценки величины £ для диоксида ванадия при переходе его в металлическое состояние (15-20 А) и в диэлектрическом состоянии (1-2 А) подтверждают ведущую роль электронно-корреляционных эффектов в ПМИ.

6) Монокристаллы V203:Cr, NiS2:Se и CuIr2S4:Se и сэндвич структуры на основе композитного полимероподобного материала (ксерогеля V205) обнаруживают переключение с ВАХ как S- так и N-типа, которые обусловлены переходами металл-изолятор в (У1-хСгх)203 с х=0,012, в №82х8ех с х=0,45, в Си1г284х8ех с х=0,10-0,55 и в У02-канале, образующемся в пленке У205хпН20 при электроформовке, соответственно. Изменения оптических и электрических свойств пленок У2С>5хпН20, наблюдающиеся при напряжениях ниже напряжения электроформовки, обусловлены перераспределением протонов внутри образца и могут быть охарактеризованы как внутренний электрохромный эффект.

7) При электронно-лучевом воздействии происходит модификация физико-химических свойств аморфных пленок оксидов переходных металлов, что может быть использовано как для создания новых неорганических резистов с высокой л чувствительностью (10-100 мкКл/см ) и высоким разрешением (< 100 нм), так и для нанолитографии непосредственно по оксиду ванадия. Низкая пороговая доза облучения может быть связана с электронным возбуждением перехода металл-изолятор в У02. В сочетании с открывающимися подходами к разработке миниатюрных, быстродействующих электронных переключательных устройств и чувствительных элементов датчиков на основе соединений переходных металлов, использование указанного эффекта перспективно в плане развития интегральной электроники.

Из совокупности сформулированных положений следует, что в диссертации решена крупная научно-техническая проблема физики конденсированного состояния, имеющая важное хозяйственное значение — установлены закономерности и развиты модельные представления о механизмах переключения и фазового перехода металл-изолятор в сильно коррелированных системах, каковыми являются соединения переходных металлов, что вносит существенный вклад в физику таких систем и открывает новые подходы к разработке научных основ практических приложений материалов, проявляющих электронные неустойчивости.

Теоретическая значимость работы определяется тем, что полученные в ней результаты дают обширный экспериментальный материал для развития представлений о физических механизмах явлений электронного переключения и фазового перехода металл-изолятор в соединениях переходных металлов, а также имеют большое значение для разработки теоретических основ конструирования и технологии изготовления электронных устройств на основе данных материалов.

Модельные представления, разработанные для интерпретации экспериментальных результатов исследования эффекта переключения в соединениях переходных металлов, могут иметь приложение в физике электронных неустойчивостей в материалах других классов.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные в ней результаты составляют научную базу для создания электронных переключательных устройств на основе соединений переходных металлов с ВАХ Б- и ТЧ-типа и чувствительных элементов сенсорных систем, характеризуемых малыми размерами, высоким быстродействием, низкой пороговой мощностью и совместимостью с современной интегральной технологией. Наличие у таких устройств необходимых функциональных свойств подтверждено на опытных образцах, в частности, на созданных макетных устройствах электронных переключателей и датчиков температуры, превосходящих по основным параметрам существующие аналоги.

Показано что в трёхэлектродных структурах Б^Юг-УОг, созданных и использо-ванных в работе для изучения электронного управления переходом металл-изолятор при лавинной инжекции, имеют место эффекты транзисторного и тиристорного типа.

Обнаруженный в работе внутренний электрохромный эффект в композитном материале - ксерогеле У205ХпН20 - позволяет реализовать безэлектролитные электрохромные индикаторы.

Показана возможность модификации свойств оксидов переходных металлов при электронно-лучевом воздействии, на основе чего предложены физические принципы тех-нологии изготовления высокочувствительных резистов для нанолитографии, а также нано-приборов с переключением и электронным управлением переходом металл-изолятор.

Результаты работы могут быть использованы в учебном процессе при подготовке студентов и аспирантов в области физики конденсированного состояния. В настоящее время они используются в преподавании дисциплин «Коллективные эффекты в твердых телах и плазме» и «Физические основы получения информации», в лабораторном практикуме «Физическое материаловедение» для студентов 3-6 курсов Физико-технического факультета ПетрГУ, при подготовке магистров по направлению «Физика конденсированного состояния» в РГПУ им. А. И. Герцена, а также при выполнении студентами курсовых и дипломных работ, а магистрантами и аспирантами -диссертационных работ.

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов обеспечивались выбором в качестве объектов исследования широкого круга разнообразных соединений переходных металлов, комплексным характером исследования, адекватностью экспериментальных методик поставленным задачам, воспроизводимостью результатов измерений, использованием для интерпретации экспериментальных результатов современных модельных представлений, а также сопоставлением с имеющимися литературными данными по проблеме исследования.

Личный вклад автора. Диссертация является обобщением результатов исследований, выполненных автором в 1985-2007 гг. В совместных с сотрудниками работах автору принадлежит постановка задачи, проведение большинства экспериментов, разработка теоретических моделей механизмов переключения в соединениях переходных металлов и перехода металл-изолятор в диоксиде ванадия, обобщение полученных результатов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на семинарах в ПетрГУ (Петрозаводск), ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН и РГПУ им. А. И. Герцена (Санкт-Петербург), а также на следующих конференциях:

- II и III Всесоюзные и IV Всероссийская конференция "Физика окисных плёнок" (г. Петрозаводск, 1987, 1991 и 1994 г.); Международная научно-техническая конференция "Электронная релаксация и кинетические явления в твёрдых телах" (г. Сочи, 1991 г.); International Conference "Fullerenes and Atomic Clusters" (S-Petersburg, Russia, 1993); International Symposium on Advanced Materials for Optics and Optoelectronics (Prague, Czechia, 1995); Международная научно-техническая конференция по физике твердых диэлектриков «Диэлектрики-97» (СПбГТУ, Санкт-Петербург, 1997) и 9-я Международная конференция "Физика диэлектриков ДЭ-2000" (Санкт-Петербург, РГПУ им. А.

И. Герцена, 2000); International conference on solid state crystals (Poland, Warsaw, 1998); 7th Nordic Conference in Laser Processing of Materials, (Lappeenranta, Finland, 1999); 7 Международная конференция "Физика и технология тонких пленок" (Ивано-Франковск, Украина, 1999); II, III, IV и V Международные конференции "Аморфные и микрокристаллические полупроводники" (Санкт-Петербург, 2000, 2002, 2004 и 2006 г.); Всероссийские научные конференции «Физика низкотемпературной плазмы» ФНТП-2001 и ФНТП-2004 (Петрозаводск, 2001 и 2004); Всероссийская научная конференция «Физика полупроводников и полуметаллов ФПП-2002» (Санкт-Петербург, РГПУ им. А. И. Герцена, 2002); I, II и III Всероссийские конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (ФАГРАН) (Воронеж, 2002, 2004 и 2006); 5th International Conference on Solid State Chemistry - SSC 2002 (Bratislava, Slovakia, 2002); XXXVII annual conference of the Finnish Physical Society (2003, Helsinki, Finland); Международный симпозиум «Тонкие xU пленки в оптике и электронике» (Харьков, Украина, 2003); 20 General tli

Conference of Condensed Matter Division EPS (Prague, Czechia, 2004); 13 Int. Congress on Thin Films, 8th Int. Conf. on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures ICTF 13/ACSIN 8 (Stockholm, Sweden, 2005); Int. Conf. on Strongly Coupled Coulomb Systems SCCS-2005 (Moscow, Russia, 2005); Восьмой международной симпозиум "TEXHOMAT & ИНФОТЕЛ 2006, Материалы, Методы и Технологии" (Болгария, Солнечный Берег, 2006); XXXIV совещание по физике низких температур НТ-34 (Ростов-на-Дону, 2006); 10-я Международная научная конференция "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" ПЭМ-2006 (Таганрог, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 72 печатных работы, из них 40 статей в российских и международных рецензируемых журналах, 1 монография и 1 глава в коллективной монографии.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Полный объем составляет 302 страницы, в том числе 134 рисунка, 7 таблиц и список литературы (303 ссылки) на 29 страницах.

Основные результаты и общие выводы работы состоят в следующем:

1. С использованием специально разработанных оригинальных экспериментальных методик (включая методики низкотемпературных измерений пороговых параметров, лавинной инжекции электронов из кремния в изучаемые материалы) проведены систематические исследования эффектов электронных неустойчив остей в представительных по своей структуре и свойствам для всего класса соединений переходных металлов материалах: аморфных пленках оксидов Т1, V, Мп, Ре, У, Хг, №>, Мо, Щ Та, монокристаллах У203:Сг, №82:8е и Си1г284:8е; поликристаллических материалах - ВТСП керамиках и пленках; в композитном полимероподобном материале - ксерогеле У205хпН20, а также в природном углеродосодержащем материале (шунгите).

2. Установлено, что в высших оксидах V, Т1, Бе, N1), Мо, НТ, и Та после их электрической формовки в сэндвич-структурах наблюдается пороговое переключение с 8-образной вольт-амперной характеристикой, а 7х, Мп и У - с № образной ВАХ. Обнаружено, что пороговое напряжение обращается в нуль при определённой температуре, совпадающей с температурой ПМИ в У02, Т1203, МЮ2, Бе304 и \\Ю3Х для соответствующих соединений. На основе этих результатов, в совокупности с данными структурных исследований с использованием микроскопических и дифракционных методов, показано, что в процессе электрической формовки происходят электротермические (электрохимические) процессы, приводящие к образованию кристаллических каналов, состоящих из низших оксидов, радиусом от 1 до 10 мкм.

3. Разработана методика и созданы модельные образцы для определения возможности и результатов электронного управления переходом металл-изолятор в У02. Показана возможность такого управления посредством лавинной инжекции электронов, которая осуществлялась при приложении линейно изменяющегося напряжения к структуре р-81-8Ю2-У02. Получена верхняя оценка концентрации

18 3 инжектированных носителей, инициирующих ПМИ, составляющая 5,6-10 см", что по порядку величины соответствует моттовской критической концентрации для V02 и концентрации электронов в V02 в неметаллическом состоянии

18 19 3 непосредственно перед ПМИ (10 - 10 см").

4. Посредством математического моделирования на основе совместного решения уравнений теплопроводности и непрерывности тока определены распределения температуры, напряженности электрического поля и плотности тока в канале переключения. Показано, что в относительно слабых полях (<105 В/см) при не слишком низких температурах окружающей среды температура в канале может достигать значений, соответствующих температуре ПМИ в кристаллическом V02 Tt=340 К. При низких температурах (до 10 К) в сильном электрическом поле (до 105 - 10б В/см), отвечающих условиям эксперимента, температура канала, при которой происходит переключение, не достигает величины Tt. При этом, однако, концентрация носителей заряда, восстановленная из полученных распределений напряженности поля и тока, отвечает моттовской критической концентрации для V02 и с увеличением напряженности поля уменьшается. Последнее связано с тем, что условием переключения здесь является достижение критического значения напряженности поля, при котором исчезают связанные состояния, т.е. происходит делокализация электронов.

5. Обнаружен эффект переключения в монокристаллах V203:Cr, NiS2:Se и CuIr2S4:Se, ВТСП керамиках, в сэндвич структурах на основе ксерогеля V205xnH20, а также в шунгите (углеродном материале, содержащем фуллерены). Установлено, что в NiS2:Se имеет место эффект ОД С N-типа, в CuIr2S4:Se, У205-геле, ВТСП и шунгите - S-типа, а в V203:Cr происходит переключение последовательно с S- и N-ОДС. Закономерности этих явлений аналогичны закономерностям, наблюдаемым в аморфных пленках оксидов переходных металлов. Кроме того, обнаружено, что в пленках гидратированного пентаоксида ванадия, полученного золь-гель методом, происходит модификация электрических и оптических свойств (увеличение проводимости, сдвиг края собственного поглощения в сторону больших длин волн, уменьшение поглощения в длинноволновой области спектра) при катодной поляризации, связанная с электромиграцией ионов водорода. Обнаруженный эффект изменения оптических свойств характеризуется как внутренний электрохромный эффект (без участия электролита).

6. Вся совокупность экспериментальных результатов интерпретирована с единых позиций ПМИ типа перехода Мотта, индуцированного электронными эффектами. В относительно слабых полях (<105 В/см) эффект переключения описывается как ПМИ возникающий в результате джоулевого нагрева канала (модель «критической температуры»). В сильном электрическом поле имеют место отклонения от электротермического механизма, связанные с влиянием электронных эффектов на ПМИ, и переключение здесь связано с ростом концентрации носителей заряда в сильных электрических полях до критических значений, соответствующих мотговскому переходу.

7. Из критерия Мотта для перехода металл-изолятор получено выражение для корреляционной длины отвечающей кулоновскому взаимодействию между электронами и положительно заряженными центрами металла. Полученное соотношение использовано для вычисления £ в диоксиде ванадия. Показано, что для У02 вблизи ПМИ Ъ, составляет 15-20 А. Перестройка электронного спектра при переходе диоксида ванадия в неметаллическое состояние приводит к уменьшению до значений 1-2 А, что соответствует локализации электронов на атомах ванадия.

8. Разработаны подходы к созданию электронных переключательных устройств и чувствительных элементов датчиков различных величин (в частности, температуры, давления, механических напряжений), характеризуемых малыми размерами, высоким быстродействием, низкой пороговой мощностью и совместимостью с современной интегральной технологией, основанные на использовании явлений электронных неустойчивостей в соединениях переходных металлов. Показана возможность реализации эффектов тиристорного и транзисторного типа при электронном управлении переходом металл-изолятор в условиях лавинной инжекции электронов в трёхэлектродных структурах 8ь8Ю2-У02.

9. Обнаружен эффект модификации свойств оксидов переходных металлов при электронно-лучевом воздействии. Показаны возможности использования аморфных пленок оксида ванадия в качестве высокочувствительного неорганического резиста для нанолитографии. Установленная в работе низкая пороговая доза облучения гу

10 мкКл/см ) может быть связана с электронным возбуждением перехода металл-изолятор в У02.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Мотт Н. Ф. Переходы металл-изолятор, М.: Наука, 1977. 344 с.

2. Imada М., Fujimori A., Tokura Y. "Metal-Insulator Transitions" Rev. Mod. Phys. 1998, v.70, n.4, p. 1059-1263.

3. Edwards P. P., Ramakrishnan Т. V., Rao C. N. "The metal-nonmetal transitions: A global perspectives" J. Phys. Chem. 1995, v.99, p.5228-5239.

4. Бугаев А. А., Захарченя Б. П., Чудновский Ф. А. Фазовый переход металл-полупроводник и его применение. JL: Наука, 1979. 183 с.

5. Зайцев Р. О., Кузьмин Е. В., Овчинников С. Г. «Основные представления о переходах металл-изолятор в соединениях 3d-nepexo,HHbix металлов» УФН, 1986, т. 148, N4, с.603-636.

6. Лосева Г. В., Овчинников С. Г., Петраковский Г. А. Переход металл-диэлектрик в сульфидах 3d-Memamoe. Новосибирск: Наука, 1983. 144 с.

7. Сох P. A. Transition Metal Oxides. An Introduction to their Electronic Structure and Properties, Oxford: Clarendon Press, 1992.

8. Физико-химические свойства окислов. Справочник. Под ред. Г. В. Самсонова. М.: Металлургия, 1978, 471 с.

9. Rao С. N. R. "Transition metal oxides" Аппи. Rev. Phys. Chem. 1989, v.40, p.291-326.

10. Rao C. N. R., Raveau B. Transition Metal Oxides: Structure, Properties and Synthesis of Ceramics Oxedes, New-York: Wiley VCH, 1998 - 873 p.

11. П.Ханин С. Д. "Проблемы электрофизики металлооксидных конденсаторных диэлектриков" Обзоры по электронной технике. Сер.5. М.: ЦНИИ "Электроника", 1990, вып. 1(1524). 58 с.

12. Chopra К. L. "Avalanche-induced negative resistance in thin oxide films" J. Appl. Phys. 1965, v.36, p.184-187.

13. Меден А., Шо M. Физика и применение аморфных полупроводников. M.: Мир, 1991, -670 с.

14. Костылев С. А., Шкут В. А. Электронное переключение в аморфных полупроводниках. Киев: Наукова думка, 1978. 203 с.

15. Викулин И. М., Стафеев В. И. Физика полупроводниковых приборов. М.: Радио и связь, 1999. 264с. (1-е изд. - М.: Сов. Радио, 1980).

16. МОТТ Н. Ф., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах. -в 2-х т. М.: Мир, 1982. 663 с.

17. Сандомирский В. Б., Суханов А. А. "Явления электрической неустойчивости (переключение) в стеклообразных полупроводниках" Зарубежная радиоэлектроника, 1976, N 9, с. 68-101.

18. Adler D., Shur M. S., Silver M., Ovshinsky S. R. "Threshold switching in chalcogenide glass thin films". J. Appl. Phys. 1980, v.51, n.6, p.3289.

19. Электронные явления в халькогенидных стеклообразных полупроводниках. Под ред. Цэндина К. Д., СПб Наука, 1996, 483 с.

20. Цэндин К. Д., Лебедев Э. А., Шмелькин А. Б. «Неустойчивости с S- и N-образными вольт-амперными характеристиками и фазовые переходы в халькогенидных стеклообразных полупроводниках и полимерах» ФТТ, 2005, Т.47, в.З, с.427-432.

21. Гинзбург В. JÏ. «О некоторых успехах физики и астрономии за последние три года» УФН, 2002, т.172, в.2, с.213-219.

22. Проблема высокотемпературной сверхпроводимости (под ред. Гинзбурга В. Л. и Киржница Д. А.), М.: Наука, 1977. 400 с.

23. Haghiri-Gosnet А.-М., Renard J.-P. "CMR manganites: physics, thin films and devices" J. Phys. D: Appl. Phys. 2003, v.36, n.8, p. R127-R150

24. Белявский В. И., Копаев Ю. В. «Обобщающий взгляд на природу высокотемпературной сверхпроводимости» УФН, 2004, т. 174, в.4, с.457-465.

25. Гантмахер В. Ф. Электроны в неупорядоченных средах М.: Физматлит, 2003. -176 с.

26. Wentzcovitch R. М., Schultz W. W., Allen Р. В. "V02: Peierls or Mott-Hubbard? A view from band theory" Phys. Rev. Lett. 1994, v.72, p.3389.

27. Biermann S., Poteryaev A., Lichtenstein A. I., Georges A. "Dynamical singlets and correlation-assisted Perierls transition in V02" Phys. Rev. Lett., 2005, v.94, p.026404-026407.

28. Liebsch A., Ishida H., Bihlmayer G. "Coulomb correlations and orbital polarization in the metal insulator transition of V02" Phys. Rev. B, 2005, v.71, p.085109-085114.

29. Стефанович Г. Б. «Переход металл-изолятор в пленочных структурах на основе оксидов переходных металлов»: Дисс. докт. физ.-мат. наук. // Санкт-Петербург, 1997.-360 с.

30. Cavalleri A., Toth С., Siders С. W., Squier J. A., Raksi F., Forget P., Kieffer J. C. "Femtosecond structural dynamics in V02 during an ultrafast solid-solid phase transition" Phys. Rev. Lett. 2001, v.87, p.237401.

31. Continenza A., Massidd S., Posternak M. "Self-energy corrections in V02 within a model GWscheme" Phys. Rev. В 1999, v.60, n.23, p. 15699-15704.

32. Guelfucci M. F. "Electronic calculations on rutile V02 by the LMTO-ASA method" J. Phys. Chem. Solids 2001, v.62, n.ll, p. 1961-1966.

33. Шадрин E. Б., Ильинский А. В. «О природе фазового перехода металл-полупроводник в диоксиде ванадия» Ф7Т2000, т.42, N 6, с. 1092-1099.

34. Ильинский А. В., Климов В. А., Ханин С. Д., Шадрин Е. Б. «Электрические и оптические явления в диоксиде ванадия вблизи фазового перехода полупроводник-металл», Изв. РГПУ Физика, 2006, № 6(15), с. 100-119.

35. Forrest S. R. "Organic-inorganic semiconductor devices and 3, 4, 9, 10 perylenetetra-carboxylicdianhydrid: an early history of organic electronics" J. Phys. Condens. Matter, 2003, v.15, n.38, p.S2599-S2610.

36. Tsukagoshi K., Yoneya N., Uryu S., Aoyagi Y., Kanada A., Ootuka Y., Alphenaar B. W. "Carbon nanotube devices for nanoelectronics" Physica B, 2002, v.323, n.1-4, p.107-114.

37. Meixner M., Rodin P., Scholl E., Wacker A. "Lateral current density fronts in globally coupled bistable semiconductors with S- or Z-shaped current voltage characteristics " Eur. Phys. J. B, 2000, v.13, p.157-168.

38. Ray A. K., Hogarth C. A. "A critical review of the observed electrical properties of MIM devices showing VCNR"J«i. J. Electronics, 1984, v.51, n.l, p. 1-78;

39. Pagnia H. "Prospects for metal/non-metal microsystems: sensors, sourses, and switches" Int. J. Electronics 1992, v.72, n.5, p.819-825.

40. Рожков В. А., Свердлов A. M. "Эффекты отрицательного сопротивления, переключения и генерации в МОП структурах с плёнками оксидов редкоземельных элементов" Письма вЖТФ, 1981, т.7, в.6, с.335-339.

41. Fors R., Khartsev S. I., Grishin A. M. "Giant resistance switching in metal-insulator-manganite junctions: Evidence for Mott transition" Phys. Rev. B, 2005, v.71, p.045305-045315.

42. Tang W. H., Каш T. L., Li L. H., Gao J. "Switching phenomena in Ьа^Са^МпОз/ ЕигСиО^аг/зСа^МпОз ramp-type junctions" J. Phys.: Condens. Matter, 2004, v. 16, p.3133-3138.

43. Хирный В. Ф., Козловский А. А. «Нелинейные эффекты и доменная неустойчивость в оксидной керамике» УФН2003, т.173, в.6, с.679-685.

44. Tulina N. A., Ionov А. М., Chaika А. М. "Reversible electrical switching at the Bi2Sr2CaCu208+y surface in the normal metal- Bi2Sr2CaCu208+y single crystal heterojunction" Physica C, 2001, v.366, p.23-30.

45. Thurstans R. E., Oxley D. P. "The electroformed metal-insulator-metal structure: a comprehensive model" J. Phys. D: Appl. Phys. 2002, v.35, n.8, p.802-809.

46. Zhou X., Chen H., Zhong-can O.-Y. "Can electric field induced energy gaps in metallic carbon nanotubes?", J. Phys.: Condens. Matter 2001, v.13, p.L635-L640.

47. Owen A. E., Le Comber P. G., Hajto J., Rose M. J., Snell A. J. "Switching in amorphous devices". Int. J. Electronics 1992 v.73, n.5, p.897-906.

48. Walsh P. J., Hall J. E., Nicolaides R. et al. "Experimental results in amorphous semiconductors switching behaviour". J. Non-Cryst. Solids, 1970, v.2, p. 107-124.

49. Morgan D. V., Howes M. J., Pollard R. D., Waters D. G. P. "Electroforming and dielectric breakdown in thin aluminium oxide films" Thin Solid Films 1973, v.15, p.123-131.

50. Сандомирский В. Б., Суханов А. А., Ждан А. Г. "Феноменологическая теория концентрационной неустойчивости в полупроводниках" ЖЭТФ 1970, т.58, в.5, с.1683-1694.

51. Чабан И. А. «Эффект переключения в халькогенидных стеклах» ФТТ 2007, т.49, в.З, с.405-410.

52. Vezzoli G. С., Walsh P. J., Shoga М. A. "Interpretation of recent transient on-state data in thin chalcogenide glass and Nb02 threshold switching material" Phil. Mag. В 1991, v.63, n.3, p.739-755.

53. Hickmott T. W., Hiatt W. R. "Electrode effects and bistable switching of amorphous Nb205 diodes" Solid-State Electronics, 1970, v.13, n.7 , p.1033-1038.

54. Lalevic В., Fuschillo N., Slusark W. "Switching in Nb-Nb205-Nb devices with doped Nb205 amorphous films" IEEE Trans. Electron. Dev. 1975, v.ED-22, p.965-967.

55. Vezzoli G. C. "Recovery curve for threshold-switching Nb02" J. Appl. Phys. 1979, v.50, p.6390-6395.

56. Shin S. H., Halperin T., Raccah P. M. "High-speed high-current field switching of Nb02" J. Appl. Phys. 1977, v.48, p.3150-3153.

57. Morris R. С., Christopher J. Е., Coleman R. V. "Conduction phenomena in thin layers of iron oxide" Phys. Rev. 1969, v. 184, n.2, p.565-570.

58. Fuschillo N., Lalevic В., Leung B. "High-field transport in NiO and Nii^Li^O thin films" Solid-State Electronics, 1976, v.19, n.3, p.209-219.

59. Beck A., Bednorz J. G., Gerber C., Rossel C., Widmer D. "Reproducible switching effect in thin oxide films for memory applications" Appl. Phys. Lett. 2000, v.77, n.l, p.139-141.

60. Nadkarni G. S., Shirodkar V. S. "Experiment and theory for switching in A1/V205/A1 devices" Thin Solid Films 1983, v.105, p.l 15-129.

61. Herrell D. J., Park К. C. "The electrical properties of bistable niobium pentoxide films" J. Non-Crystalline Solids 1972, v.8-10, p.449-454.

62. Park К. C., Basavaiah S. "Switching in Zr-Zr02-Au". J. Non-Crystalline Solids 1970, v.2, p.274-279.

63. Jouve G. "Electrical conduction mechanisms in electrochemically formed amorphous films of Nb205" Phil. Mag. B, 1991, v.64, n.2, p.207-215.

64. Loser W., Mattheck C., Haubenreisser W. "Influence of the intrinsic termistor effect in V02 coplanar switching devices" Phys. Status Solidi (a), 1974, v.21, N2, p.487-496.

65. Jankowski B. "Preparation and electrical properties of Ti-Ti02-metal thin film structures" Thin Solid Films, 1976, v.34, n.l, p.69-72.

66. Юнг Л. Анодные окисные плёнки. Л.: Энергия, 1967. 232 с.

67. Грилихес С. Я., Тихонов К. И. Электролитические и химические покрытия: теория и практика. Л.: Химия, 1990. 288 с.

68. Пергамент А. Л. "Эффект переключения в оксидах переходных металлов": Дисс. канд. физ.-мат. наук // Петрозаводск, 1994. 212с.

69. Мирзоев Р. А., Давыдов А. Д. Диэлектрические анодные плёнки на металлах: Итоги науки и техники. Коррозия и защита от коррозии. М.: ВИНИТИ, 1990, т. 16, с.89-143.

70. Одынец Л. Л., Орлов В. М. Анодные оксидные плёнки. Л: Наука, 1990. 200 с.

71. Аверьянов Е. Е. Справочник по анодированию. М: Машиностроение, 1988.- 224 с.

72. Кофстад П. Отклонение от стехиометрии, диффузия и электропроводность в простых окислах металлов М.: Мир. - 1975. - 396 с.

73. Фетгер К. Электрохимическая кинетика. М.: Химия, 1967. 856 с.

74. Малиненко В. П., Стефанович Г. Б., Чудновский Ф. А. «Фазовый переход металл-полупроводник в структурно разупорядоченном VO2». Письма в ЖТФ 1983, т.9, в.12, с.754-756.

75. Mackintosh W. D., Plattner H. H. "The anodic oxidation of vanadium: Transport numbers of metal and oxygen and the metal/oxygen ratio in the oxide film" J. Electrochem. Soc. 1976, v.123, n.4, p.523-527.

76. Lewis M. В., Perkins R. A. "The source of oxygen in the anodization of vanadium" J. Electrochem. Soc. 1979, v. 126, n.4, p.544-547.

77. Keil R. G., Solomon R. E. "Anodization of vanadium in acetic acid solutions" J. Electrochem. Soc. 1968, v.115, n.6, p.628-633.

78. Hornkjol S., Hornkjol I. M., "Anodic behaviour of vanadium in acid solutions" Electrochimica Acta 1991, v.36, n.3-4, p.577-580.

79. Al-Kharafi F. M., Badawy W. A. "Electrochemical behaviour of vanadium in aqueous solutions of different pH" Electrochimica Acta 1997, v.42, n.4, p. 5 79-5 86.

80. Schreckenbach J. P., Witke K., Butte D., Marx G. "Characterization of thin metastable vanadium oxide films by Raman spectroscopy" Fresenius J. Anal. Chem. 1999, v.363,p.211-214.

81. Alonzo V., Darchen A., Le Fur E., Pivan J. Y. "Electrosynthesis of vanadophosphate by anodic oxidation of vanadium in phosphoric acid solutions" Electrochem. Comm. 2002, v.4, n.l 1, p.877-880.

82. Ameer M. A. M., Ghoneam A. A. "Electrochemical oxidation of vanadium as studied by ESR spectroscopy" J. Electrochem. Soc. 1995, v.142, n.12, p.4082-4084.

83. Ellis В. H., Hopper M. A., De Smet D. J. "Electrochemical oxidation of vanadium as studied by ESR spectroscopy" J. Electrochem. Soc. 1971, v.l 18, p.860-864.

84. Keil R. G., Ludwig K. J. Electrochem. Soc. 1971, v.l 18, p.864-866.

85. Pelleg J. "A microsectioning technique for vanadium" J. Lees-Common Metals 1974, v.35, p.299-304.

86. Stefanovich G. В., Pergament A. L., Velichko A. A., Stefanovich L. A. «Anodic oxidation of vanadium and properties of vanadium oxide films» J. Phys.: Condens. Matter, 2004, v.16, n.23, p.4013-4024.

87. Chudnovskii F. A., Malinenko V. P., Pergament A. L., Stefanovich G. B. "Electrochemical oxidation of Y-Ba-Cu-O high-Tc superconductors", Electrochimica Acta, 1998, v.43, n.12-13, p.1779-1784.

88. Pergament A. L., Malinenko V. P., Tulubaeva О. I., Aleshina L. A. "Electroforming and switching effects in yttrium oxide" Phys. Stat. Solidi (a), 2004, v.201, No.7, p.1543-1550.

89. Hurlen Т., Gulbrandsen E "Growth of anodic films on valve metals" Electrochim. Acta 1994, v.39, n.14, p.2169-2172.

90. Pergament A. L., Stefanovich G. B. "Phase composition of anodic oxide films on transition metals: a thermodynamic approach", Thin Solid Films 1998, v.322, n.1-2, p.33-36.

91. Рябин В. А., Остроумов M. А., Свит Т. Ф. Термодинамические свойства веществ. Справочник. JL: Химия, 1977. 390 с.

92. Шилов А. Е. «Фиксация азота в растворах в присутствии комплексов переходных металлов» Успехи химии, 1974, т.43, в.5, с.863.

93. Лилин С. А., Григорьев В. П., Оше Е. К. и др. «Изучение формирования анодных оксидных пленок на металлах подгруппы ванадия методами фотоэлектрической поляризации и импеданса» Электрохимия, 1996, т.32, в. 12, с.1461-1465.

94. Бондаренко В. М. "Кинетические явления в кислородсодержащих ванадиевых соединениях": Дисс. докт. физ.-мат. наук. // Вильнюс, 1991. 305 с.

95. Berglund С. N., Jayaraman A. "Electric properties of V02 near the semiconductor-metal transition" Phys. Rev 1969, v.185, n.3, p.1022-1039.

96. Андреев В. H., Тимощенко Н. Е., Черненко И. М., Чудновский Ф. А. «Механизм формирования переключающих ванадатно-фосфатных стекол» ЖТФ 1981, т.51, в.8, с.1685-1689.

97. Higgins J. К., Temple В. К., Lewis J. Е. "Electrical properties of vanadate-glass threshold switches" J. Non-Cryst. Solids, 1977, v.23, p.187-215.

98. Zhang J. G., Eklund P. C. "The switching mechanism in V205 gel films" J. Appl. Phys., 1988, v.64, n.2, p.729-733.

99. Bullot J., Gallias O., Gauthier M., Livage J. "Threshold switching in V205 layers deposited from gels". Phys. Status Solidi (a), 1982, v.71, n.l, p.Kl-K4.

100. Ivon A. I., Kolbunov V. R., Chernenko I. M. "Voltage-current characteristics of vanadium dioxide based ceramics" J. Eur. Ceram. Soc., 2003, v.23, n.12, p.2113-2118.

101. Волженский Д. С., Савицкий В. Г., Котлярчук Б. К. "Механизм переключения в монокристаллах У205» ФТТ, 1977, т. 19, в.9, с. 1552-1554.

102. Бойко Б.Т., Копач В.Р., Поздеев Ю.Л., Скатков И.Б., Юхно И.А. «Природа электрической формовки аморфных плёнок Nb205>> Укр. Физ. Журн., 1981, т.26, N 11, с.1892-1897.

103. Юркинский В. П., Морачевский А. П., Фирсова Е. Г. "Изучение механизма и кинетики образования оксидов тантала и вольфрама в нитратных расплавах" Физика окисных плёнок. Тез. докл. 2-й Всесоюз. науч. конф., Петрозаводск, 1987, ч.2, с.71-72.

104. Коллонг Р. Нестехиометрия М.: Мир, 1974. 288 с.

105. Ханин С. Д. «Структурная неоднородность и электронные свойства неупорядоченных диэлектриков» Физика диэлектриков (Диэлектрики-2004'): Материалы 10-й Международной конференции. СПб.: издательство РГПУ им. А. И. Герцена, 2004, с. 50-52.

106. Rogers D. В., Shannon R. D., Sleight A. W., Gillson J. L. "Crystal Chemistry of Metal Dioxides with Rutile-Related Structures" Inorg. Chem., 1969, v. 8, p.841-849.

107. Goto К. "On the mechanism of phase transitions of UO2.25" Solid State Comm. 1968, v.6, n.9, p.653-655.

108. Березовский Г. А., Лукащук E. И. Термодинамические свойства диоксида ванадия в интервале 6-360 К. Новосибирск, 1990.- 20 с. (Препринт/ Ин-т неорг. химии СО АН: 90-04).

109. Андреев В. Н., Аронов А. Г., Чудновский Ф. А. "Фазовый переход в электрическом поле в V203 и эффект переключения" ФТТ, 1970, т. 12, в.5, с.1557-1559.

110. Величко А. А. «Переключение в тонкопленочных микро- и наноструктурах на основе оксидов переходных металлов»: Дисс. канд . физ-мат. наук // Петрозаводск, 2002 155 с.

111. Борисков П. П., Величко А. А., Пергамент А. Л., Стефанович Г. Б., Стефанович Д. Г. "Влияние электрического поля на переход металл-изолятор в диоксиде ванадия" Письма в ЖТФ, 2002, т.28, в. 10, с. 13-18.

112. Валиев К. А., Капаев Ю. В., Мокеров В. Г., Раков А. В. «Электронная структура и фазовые переходы в низких окислах ванадия в электрическом поле» ЖЭТФ, 1971, т.60, в.6, с.2175-2185.

113. Mansingh A., Singh R., Sayer M. "Dilectrical propertied of vanadium dioxide." Phys. Status Solidi (a) 1978, v.49, p.773.

114. Gavini A., Kwan С. C. Y. "Optical properties of semiconducting V02 films" Phys. Rev. B, 1972, v.5, n.8, p.3138-3143.

115. Von Schulthess G., Wachter P., "First observation of photoconductivity in the semiconducting phase of V02" Solid State Comm., 1974, v. 15, p. 1645-1649.

116. Molenda J., Stoklosa A. "Electronic structure and electrochemical properties of V02" Solid State Ionics, 1989, v.36, N1-2, p.43-52.

117. Мокеров В. Г., Бегишев А. Р., Игнатьев Д. С. «Локализация "^"-электронов в твердых растворах V02-Ar» ФТТ, 1981, т.23, в.4, с.983-989.

118. Теруков Е. И., Уферт К.-Д., Чудновский Ф. А. «Исследование электрических свойств пленок двуокиси ванадия» ФТТ, 1976, т. 18, в.8, с.2479-2482

119. Chudnovskii F. A., Stefanovich G. В. "Metal-insulator phase transition in disordered V02" J. Solid State Chem. 1992, v.98, p.137-145.

120. Борисков П. П., Величко А. А., Стефанович Г. Б. «Влияние электрического поля на переход металл-изолятор с образованием сверхструктуры» ФТТ, 2004, т.46, в.5, с.895-898

121. Honig J. М. "Electrical transitions in metal, oxides" J. Solid State Chem. 1982, v.45, p.1-13.

122. Джоншер А. К., Хилл P. M. «Электропроводность неупорядоченных неметаллических пленок» в кн.: Физика тонких пленок, т.8 (под ред. Т. Хасса, М. Франкомба, Р. Гофмана), М.: Мир, 1978, с.180-263. <

123. Марч Н., Паринелло М. Коллективные эффекты в твёрдых телах и.Лжидкостях. М.: Мир, 1986. 320с.

124. Мокроусов В. В., Корнетов В. Н. «Полевые эффекты в пленках двуокиси ванадия» ФТТ, 1974, т. 16, N10, с.3106-3107. <

125. Васильев Г. П., Сербинов И. А., Рябова J1. А. «Переключение в системе V02-диэлектрик-полупроводник», Письма в ЖТФ, 1977, т.З, N8, с.342-344.

126. Кокин А. А. «Фазовый переход металл-диэлектрик в электрическом поле» ФТТ, 1975, т. 17, в.5, с. 1317-1326. <

127. Бугаев А. А., Гудялис В. В., Захарченя Б. П., Чудновский Ф. А. «Селективность фотовозбужденного фазового перехода металл-полупроводник в VO2 при инициировании его пикосекундными импульсами» Письма в ЖЭТФ. 1981, т.34, N8, с.452-455.

128. Fisher В. "Moving boundaries and travelling domains during switching of V02 single crystals" J. Phys. C: Solid State Phys.1915, v.8, p.2072-2076.

129. Афанасьев В. П., Мельников Б. Н., Минина Е. В. «Свойства пленок диоксидаванадия на сегнетоэлектрических подложках» Физика окисных плёнок. Тезисыдокладов 2 Всес. конф., Петрозаводск, 1987, часть 1 с. 10

130. Kotliar G. "The Mott transition in V2O3 and NiSexS2.x: Insights from dynamical mean field theory" Physica B, 1999, v.259-261, p.711-717.

131. Andreev V. N., Chudnovskiy F. A., Perooly S., Honig J. M. "Electrical conductivity of CuIr2S4" PAys. Stat. Sol. (b), 2002, v.234, n.2, p.623-627.

132. Денисов Д. В., Цэндин К. Д. «Полупроводниковая проводимость в недодопированных образцах системы YBaCuO» Аморфные и микрокристаллические полупроводники. Сборник трудов П1 Международной конференции. Санкт-Петербург, изд. СПбГПУ, 2002, с. 1915

133. Алешина JI. А., Подгорный В. И., Стефанович Г. Б., Фофанов А. Д. «Исследование распыления шунгитов с помощью дугового разряда» ЖТФ, 2004, т.74, в.9, с.43-46. , \

134. Елецкий А. В. «Поглощение УФ излучения в межзвездной среде обусловлено онионами», Перспективные технологии, 2003, т.10, в.13-14, с.3-4; Phys. Rev. Lett. 2003, v.90, p.155504.

135. Meenakshi V., Subramanyam S. V. "Effect of disorder on the electrical properties of amorphous conducting carbon films: Observance of field,, induced metal-insulator transition?" Int. J. Modern Phys. В 2000, v. 14, n.2, p.224-229,

136. Metcalf P. A., Honig J. M. Curr. Top. Crystal Growth Res. 1995, v.2, p.445; Yao X., Honig J. M. Mater. Res. Bull, 1992, v.29, p.709.

137. Limelette P., Georges A., Jerrome D., Wzietek P., Ivietcalf P., Honig J. M. "Universality and Critical Behavior at the Mott Transition" Science, 2003, v.32, p.89-91.

138. Yao X., Kuo Y.-K., Powell D. K., Brill J. W., Honig J. M. "Magnetic susceptibility and heat-capacity studies of NiS2.xSex single crystals: A study of transition at nonzero temperature" Phys. Rev. B, 1997, v.56, p.7129.

139. Ибрагимов X. О., Алиев К. М., Камилов И. К., Абакарова Н. С. «Рекомбинационная неустойчивость и двойное S-переключение в p-Ge(Au)» Письма вЖТФ, 2003, т.29, в.З, с.82-85. <

140. Ummarino G. A., Gonnelli R. S., Daghero D. "Eliashberg Equations and the Phenomenology of Field-Effect-Doped Сбо" Int. J. Modern Phys. B: Condens. Matter Phys., 2002, v.16, n.l 1/12, p.1539-1547.

141. Livage J. "Optical and electrical properties of vanadium oxides synthesized fromalkoxide" Coordination Chemistry Reviews. 1999, v.190-192, p.391^03.

142. Волков В. JI. Фазы внедрения на основе оксидов ванадия. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987.- 180с. ., v

143. Livage J., Ganguli D. "Sol-gel electrochromic coatings and devices: A review"

144. Solar Energy Materials & Solar Cells. 2001, v.68, p.365-381; Aegerter M. A., Avellandera С. O., Pawlica A., Atic M. "Electrochromism in Materials Prepared by the Sol-Gel Process" Journal of Sol-Gel Science and Technology. 1997, v.8, p.689-696

145. Фаунен Б. В., Крэнделл Р. С. "Электрохромные дисплеи на основе W03" В кн.Дисплеи (под ред. Панкова Ж.) М.: Мир, 1982. - 320с,

146. Казакова Е. JI. «Электронные и ионные процессы в гидратированномпентаоксиде ванадия»: Дисс. канд . физ-мат. наук, Петрозаводск, 2003 152 е.

147. Ивановский A. JI. «Неуглеродные нанотрубки: синтез и моделирование» Успехи Химии. 2002, т.71, N 3, с.203-224.

148. Inzelt G., Pineri M., Schultze J. W., Vorotyntsev M. A. "Electron and proton conducting polymers: recent developments and prospects" El^ctrochimica Acta 2000, v.45, p.2403-2421.

149. Barboux P., Baffler N., Morineau R., Livage J. "Diffusion protonique dans les xerogels de pentoxyde de vanadium" Solid State Ionics. 1983, v.9-10, p.1073-1080.

150. Aldebert P., Baffler N., Charbi N., Livage J. "Layered structure of vanadiumpentoxide gels" Mat. Res. Bull. 1981, v. 16, N 6, p.669 676.

151. Livage J., Pelletier О., Davidson P. "Vanadium pentoxide sol and gel mesophases" J. Sol Gel Science and Technology. 2000, v. 19, p:275 - 278.

152. Плетнёв P. H., Ивакин А. А., Клещеев Д. Г., Денисова Т. А., Бурмистров В.

153. А. Гидратированные оксиды элементов IVи Vгрупп, М.: Наука, 1986.-160 с.

154. Bullot J., Gourier D., Gallais О., Gauthier M., Livage J. "Thin layers deposited from V205 gels. 1. A conductivity study" J. Non-Cryst. Solids. 1984, v.68, №1, p. 123 -134.

155. Alonco В., Livage J. "Synthesis of vanadium oxide gels irom peroxovanadic acid solutions: A 51 V NMR study" J. Solid St. Chem. 1999, v.148, p.16 19.

156. Livage J., Guzman G., Beteile F., Davidson P. "Optical properties of sol gel derived vanadium oxide films" J. Sol - Gel Science and Technology. - 1997 - V. 8. -P. 857 - 865. <

157. Gharbi N., R' Kha C., Ballutand D. et al. "A new vanadium pentoxide amorphous phase" J. Non-Cryst. Solids. 1981. - V. 46. - №3. - P. 247 - 257.

158. Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1966. 411с. <

159. Спектроскопические методы в химии комплексных соединений / под ред. В. М. Вдовенко. M., JL: Химия, 1964. - 268с.

160. Григорьев А. И. Введение в колебательную спектроскопию неорганических соединений. М.: Изд во Моск. ун - та, 1977. - 87с.

161. Abello L., Husson Е., Repelin Y., Lucazeau G. "Structural study of gel of V205: vibrational spectra of xerogel" J. Sol. St. Chem. 1985. - V. 56. - P. 379 - 389.

162. Surca A., Orel B. "IR spectroscopy of crystalline of У205 films in different stages of lithiation" Electrochimica Acta. 1999 - V. 44. - P. 3051 - 3057.

163. Ozer N., Lampert С. M. "Electrochromic performance of sol-gel deposited W03-V205 films" Thin Solid Films 1999. - У. 349. - P. 205 - 211.

164. Vandenborre M. Т., Prost R., Huard E., Livage J. "Etude par spectroscopic infrasrouge de l'eau adsorbee sur un xerogel d'oxyde de vanadium" Mat. Res. Bull. 1983. -V. 18.-№9.-P. 1133 - 1142.

165. Березин JI. Я., Малиненко В. П., Фадеев В. Н. "Исследование состояния воды в электрохромных пленках триоксида вольфрама методом ИК спектроскопии" В межвуз. сб. науч. трудов: Физика окисных пленок. - Петрозаводск, 1988. - с. 15 -19.

166. Валеев А. С. "Определение оптических постоянных тонких слабопоглощающих слоев" Оптика и спектроскопия. 1963. - Т.15. - Вып.4. -С.500 - 511. <

167. Ramana С. V., Naidi В. S., Hussain О. М., Pinto R. "Low-temperature growth of vanadium pentoxide thin films produced by pulsed laser ablation" J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. - V. 34. - P. L335 - L339.

168. Поплавко Ю. M. Физика диэлектриков. Киев: Вища Щкола, 1980. 400 с.

169. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978. 792 с.

170. Ufert D.-K. "Stress induced switching in V02 thin films". Phys. Stat. Solidi (a) 1976, v.34, p.K83-K86

171. Rakotoniaina J. C., Mokrani-Tamellin R., Gavarri J. R. et^al. "The thermochromic vanadium dioxide. I. Role of stresses and substitution on switching properties". J.

172. Solid State Chem. 1993, v.103, n.l, p.81-94.

173. Muraoka Y., Ueda Y., Hiroi Z. "Large modification of "the metal-insulator transition temperature in strained V02 films grown on T},02 substrates" J. Phys. Chem. Sol., 2002, v.63, n.6-8, p.965-967.

174. Bowman R. M., Gregg J. M. "V02 thin films: growth and the effect of applied strain on their resistance" J. Mater. Sci. 1998, v.9, p. 187-191.

175. Сандомирский В. Б., Суханов А. А., Ждан А. Г. "Феноменологическаятеория концентрационной неустойчивости в полупроводниках" ЖЭТФ 1970, т.58, в.5, с.1683-1694.

176. Mansingh A., Singh R. "The mechanism of electrical threshold switching in V02 crystals". J. of Phys. C. 1980, v.13, n.33, p.5725-5733.

177. Jackson J. L., Shaw M. P. "The form and stability of current-voltage characteristics for ideal thermal switching" Appl. Phys. Lett. 1974 - V. 25. - N. 11-P. 666-668.

178. Коломиец Б. Т., Лебедев Э. А., Цэндин К. Д. "Влияние ТОГО на тепловой 4 пробой" ФТП, 1971, т.5, в.8, с.1568-1572. <

179. Гаврилюк А. И., Рейнов Н. М., Чудновский Ф. А. "Фото- и термохромизм в аморфных пленках V205" Письма в ЖТФ. 1979. - Т. 5. - в. 20. - С. 1227 - 1230.

180. Zuli Liu, Guojia Fang, Youqing Wang, Yandong Bai, Kai-Lun Yao. "Laser- ч induced coloration of V205 "J. Phys. D: Appl. Phys. 2000. -<V. 33. - P. 2327 - 2332.

181. El Mandouh Z. S., Selim M. S. "Physical properties of vanadium pentoxide sol gel films" Thin Solid Films 2000, v.371, p.259-261.

182. Lu S., Hou L., Gan F. "Surfase analysis and phase transition of gel derived V02 ч thin films" Thin Solid Films. 1999, v.353, p.40 - 44. <

183. Dachuan Y., Niankan X., Jingyu Z. et al. "Vanadium dioxide films with good electrical switching properties" J. Phys. D: Appl. Phys., 1996, v.29, p. 1051-1057.

184. Волькенштейн Ф. Ф., Горбаль A. H., Соколов В. А. Радикало-рекомбинационная люминесценция полупроводников. М.: Наука, 1976 - 282 с.

185. Анисимов В. В., Демкин В. П.; Квинт И. А. и др. "Микролегирование приповерхност-ных слоев арсенида галлия ионами водорода" ЖТФ 2000, т.70, N2, с.118 120.

186. Martinson L. S., Schweitzer J. W., Baenziger N. С. "Metal-insulator transition in BaCoixNixS2-y" Phys. Rev.Lett. 1993, v.71, n.l, p.125-128.

187. Нагаев Э. JI. «Переход Мотта в сильно легированных магнитных полупроводниках» ФТТ, 1998, т.40, в.З, с. 433-437.

188. Valla Т., Jonson P. D., Yosof Z., Wellst В., Li Q., Loureiro S. M., Cava R. J. et. el. "Coherence-incoherence and dimensional crossover in layered strongly correlated metals" Nature 2002, v.417, N 6889, p.627 630.

189. Lin C. R., Chou S. L., Lin S. T. "The metal-insulator transition in quasicrystals" J. 4 Phys.: Condens. Matter 1996, v.8, p.L725. <

190. Гаврилюк И. А., Чудновский Ф. А. "Электрохромизм в пленках V2O5" Письма в ЖТФ. 1977. -Т. 3. - N 4. - С. 174 - 177.

191. Chain Е. Е. "Optical properties of vanadium dioxide and vanadium pentoxide thin films" Appl. Optics. 1991. -V. 30. -N 19. - P. 2782-278?.

192. Гаврилюк А. И., Ланская Т. Г. "Фотохромизм в тонких слоях V2O5, , полученных с помощью «золь-гель» технологии" Письма в ЖТФ. 1994. - Т.20.-N6.-С. 12-16.

193. Ozer N. "Electrochemical properties of sol gel deposited vanadium pentoxide films" Thin Solid Films. - 1997. - V. 305. - P. 80 - 87.

194. Mohseni M., James P. F., Wright P. V. "Vanadium-based organic-inorganic hybrid materials prepared by a sol-gel method" J. Sol-Gel Sci. Technol, V.13, 1998, p.495-497.

195. Burcham L. J., Deo G., Gao X., Wachs I. E. "In situ IR, Raman, and UV-Vis DRS spectroscopy of supported vanadium oxide catalysts during methanol oxidation" Topics in Catalysis 2000 - V.l 1/12. - P.85-100.

196. Гавриленко В. И., Грехов А. М., Корбутяк Д. В., Литовченко В. Г. Оптические свойства полупроводников. Справочник. Киев.: Наукова Думка, 1987. 607 с.

197. Shi Т. S., Xie L. М., Bai G. R., Qi М. W. "The nature of two intense Si-H IR stretching bands in FZ-Si:H" Phys Status Solidi (b) 1985. - V.131 - N 2. - P. 511517.

198. Sanches C., Livage J., J. Lucazeau J. "Infrared and Raman study of amorphous V205" J. Raman Spectroscopy. 1982. - V. 12. - №1. - P. 68- 72.

199. Пайерлс P. Квантовая теория твёрдого тела. М.: Изд. иностр. лит., 1956. -259 с.

200. Куликов Н. И., Тугишев В. В. «Волны спиновой плотности и зонный антиферромагнетизм в металлах» УФН, 1984, т.144, в.4, с.643-677.

201. Келдыш Л. В., Копаев Ю. В. Л "Возможная,. неустойчивостьполуметаллического состояния относительно кулоновского взаимодействия"

202. ФТТ, 1964, т.6, N9, с.2791-2799.

203. Zittartz J. "Theory of the excitonic insulator in the presence of normal impurities" Phys. Rev. 1967, v.164, n.2, p.575-581.

204. Kagoshima S. "Peierls phase transition" Jap. J. Appl. Phys. 1981, v.9, n.20, p.1617-1634. <

205. Семенов A. JI. «Фазовые переходы, оптическая бистабильность и образование сверхструктур в полупроводниках ^айерлсовского типа» Автореферат дисс. докт. физ.-мат. наук, Ульяновск, 2003.

206. Семенов A. JI. «Индуцированная постоянным электрическим полем гетерофазная структура на поверхности пайерлсовского металла» ФТТ, 2000, т.42, в.6, с. 1125-1128.

207. Семенов A. JI. «Фотоиндуцированный фазовый переход полупроводник-металл в системе Пайерлса» ЖЭТФ 2007 т. 131, в.1, с.77-84.

208. Paquet D., Leroux-Hugon P. "Electron correlations and electron-lattice interactions in the metal-insulator, ferroelastic transition in У02: A thermodynamical study" Phys. Rev. B, 1980, v.22, n.l 1, p.5284-5301.

209. Поклонский H. А., Вырко С. А., Забродский A . Г. «Электростатические модели концентрационных фазовых переходов изолятор-металл и металл-изолятор в кристаллах Ge и Si с водородоподобными примесями» ФТТ, 2004, т.46, в.6, с.1071-1075.

210. Поклонский Н. А., Сягло А. И. «Об электростатических моделях фазового перехода диэлектрик-металл и металл-изолятор в кристаллическихполупроводниках с водородоподобными примесями» ФТТ, 1998, т.40, в.1, с.147151.

211. Забродский А. Г., Зиновьева К. Н. «Низкотемпературная проводимость и переход металл-диэлекгрик в компенсированном n-Ge» ЖЭТФ, 1984, т.86, в.2, с.727-742.

212. Казанин М. М., Каминский В. В., Соловьев С. М. «Аномальная термоэдс в моносульфиде самария» ЖТФ, 2000, т.70, в.5, с. 136-13 8.

213. Каминский В. В., Васильев Л. Н., Романова М. В., Соловьев С. М. «Механизм возникновения электродвижущей силы при нагревании монокристаллов SmS» ФТТ, 2001, т.43, в.6, с.997-999. <

214. Каминский В. В., Голубков А. В., Васильев JI. Н. «Дефектные ионы самария и эффект генерации электродвижущей силы в SmS» ФТТ, 2002, т.44, в.8, с. 15011505. <

215. Циок О. Б., Хвостанцев Л. Г., Смирнов И. А., Голубков А. В. «Электронная и решеточная стадии валентного перехода в SmTe при высоком гидростатическом давлении» ЖЭТФ 2005, т. 127, в.4, с.850-859.

216. Смирнов И. А., Оскотский В. С. «Фазовый переход полупроводник-металл вредкоземельных полупроводниках (монохалькогениды самария)», УФН, 1978, т. 124, в.2, с.241-278.

217. Шаренкова Н. В., Каминский В. В., Голубков А. В., Васильев Л. Н.,

218. Каменская Г. А. «Особенности структуры металлической фазы, возникающейпод действием механической полировки образцов SmS» ФТТ, 2005, т.47, в.4, с.598-602.

219. Kitagawa R., Takebe H., Morinaga К. "Photoinduced phase transition of metallic SmS thin films by a femtosecond laser" Appl. Phys. Lett. 2003, v.82, n.21, p.3641-3643. <

220. Pergament A., Morak A. «Photoinduced metal-insulator transitions: Criticalconcentration and coherence length» J. Phys. A: Math. Gen. 2006, v.39, № 17,ip.4619-4623.

221. Алексеев П. А., Миньо Ж.-М., Нефедова Е. В., Немковский К. С., Лазуков В. Н., Садиков И. П., Очиай А. «Природа спектра магнитных возбуждений (Sm,Y)S: эффекты КЭП или экситон?» Письма в ЖЭТФ, 2004, т.79, в.2, с.92-96.

222. Batlogg В., Kaldis Е., Schlegel A., Wachter P. "Electronic structure of Sm monosulfides" Phys. Rev. В 1976, v.14, n.12, p.5503-5514.

223. Cavalleri A, Chong H H W, Fourmaux S, Glover T E, Heimann P A, Kieffer J C,

224. Mun В S, Padmore H A, Schoenlein R W "Picosecond soft X-ray absorptionmeasurement of the photoinduced insulator-to-metal transition in V02" Phys. Rev. B , 2004, v.69,p.l53106-153109.

225. Cavalleri A, Dekorsy Th., Chong H. H. W., Kieffer J. C., Schoenlein R. W. "Evidence for a structurally-driven insulator-to-metal transition in V02: A view from the ultrafast timescale" Phys. Rev. B 2004, v.70, p.l61102-161105.

226. Petrov G. I., Yakovlev V. V., Squier J. A. "Nonlinear optical microscopy analysis of ultrafast phase transformation in vanadium dioxide" Optics Lett. 2002, v.27, n.8, p.655-657.

227. Sundaram S. K., Mazur E. "Inducing and probing non-thermal transitions in semiconductors using femtosecond laser pulses" Nature Materials 2002, v.l, p.217-224.

228. Koshihara S., Ogawa Y., Ishikawa T., Takesada M., Oiwa A., Munekata H., Komori T., Yoshino J. "Photo-induced phase transitions in organic and inorganic materials" Current Applied Physics 2001, v.l, n.l, p.21-29.

229. Nasu K., Ping H., Mizouchi H. "Photoinduced structural phase transitions and their dynamics" J. Phys.: Condens. Matter 2001, v. 13, n.35, p.R693-R721.

230. Bennemann K. H. "Ultrafast dynamics in solids" J. Phys< Condens. Matter, 2004, v. 16, n.30, p.R995-R1056.

231. Koopmans B., van Kampen M., de Jonge W. J. M. "Experimental access to femtosecond spin dynamics" J. Phys.: Condens. Matter 2003, v.15, p.S723-S736.

232. Sokolowski-Tinten K., Bialkowski J, Boing M., Cavalleri A., von der Linde D. "Thermal and non-thermal melting of gallium arsenide after femtosecond laser excitation" Phys. Rev. B., 1998, v.58, n.18, p.Rl 1805-R11808.

233. Zeiger H. J., Cheng T. K., Ippen E. P., Vidal J., Dresselhaus G., Dresselhaus M. S. "Femtosecond studies of the phase transition in Ti2C>3" Phys^ Rev. B 1996, v.54, n.l, p.105-123.

234. Callan J. P., Kim A. M.-T., Roeser C. A. D., Mazur E. "Universal dynamics during and after ultrafast laser-induced semiconductor-to-metal transitions" Phys. Rev. В 2001, v.64, p.073201-073204.

235. Мисочко О. В., Кайдашев Е. М., Георгиев Н., Декорси Т., Захарченко И. Н.

236. Времяразрешеииое оптическое исследование перехода парамагнитныйдиэлектрик ферромагнитный металл в ЬаолСао.зМпОз" ЖЭТФ, 2003, т. 124, в.4(10), с.878-885.

237. Mertelj Т., Mihailovic D., Jaglicic Z., Bosak A. A., Gorbenko O. Yu., Kaul A. R. "Ultrafast photoinduced reflectivity transients in (Ndo.5Sr0.5)Mn03" Phys. Rev. B, 2003, v.68, p.125112-125118. <

238. Sambi M., Sangiovanni G., Granozzi G. "Growth and the structure of epitaxial V02 at the Ti02(l 10) surface" Phys. Rev. В 1997, v.55, n.12, p.7850-7858.

239. Бугаев А. А., Гаврилюк А. И., Гурьянов А. А., Захарченя Б. П., Чудновский Ф. А. «Метастабильная металлическая фаза в пленках двуокиси ванадия» Письма в ЖТФ, 1978, т.4, в.2, с.65-69.

240. Копаев Ю. В., Мокеров В. П. «Механизм фазовых переходов в окислах ванадия и титана». ДАН, 1982, т.264, N6, с.1370-1376.

241. Горячев Е. Г., Овчинников С. Г. «Электрические и магнитные свойства фаз Магнели V„Oni» ФТТ, 1978, т.20, N7, с.2201-2209.

242. Chakraverty В. К. "Metal-insulator transition: nucleation of a conducting phase in amorphous semiconductors", J. Non-Cryst. Solids 1970, v.3, p.317-326.

243. Gildart L. "Bistable switching and the Mott transition" J.{Non-Cryst. Solids 1970, v.2, p.240-249.i

244. Mattis D. С. "Observation of dynamic Mott transition" /. Non-Cryst. Solids, 1970, v.4, p.536; idem, Phys. Rev. Lett, 1969, v.22, p.936.

245. Криве И. В., Рожавский А. С. «Квазиодномерный паиерлсовский изолятор в постоянном электрическом поле» ЖЭТФ 1981, т.81, в.5(11), с.1811-1826.

246. Taylor А. P., MacKinnon A. "The metal-insulator transition in disordered systems: a new approach to the critical behaviour" J. Phys.: Condens. Matter, 2002, v. 14, p.8663-8675.

247. Abboudy S "A quasi-universal percolation approach of hopping activation energy and metal-nonmetal transition in semiconductors" PhysicaB, 1995, v.212, p.175-179.

248. Seo S., Lee M. J., Seo D. H. et al "Reproducible resistance switching in polycrystalline NiO films''^/. Phys. Lett. 2004, v.85, n.23,<p.5655-5657

249. Fogle W., Perlstein J. H. "Semiconductor-to-metal transition in the blue potassium molybdenum bronze K0.3M0O3; example of a possible excitonic insulator" Phys. Rev. В 1972, v.6, n.4, p.1402-1412.

250. Ogawa N., Shiraga A., Kondo R., Kagoshima S., Miyano K. "Photocontrol of Dynamic Phase Transition in the Charge-Density Wave Material K0.3M0O3" Phys. Rev. Lett. 2001, v.87, p.256401.

251. Ogawa N., Miyano K. "Charge-density wave as an electro-optical switch and memory" Appl Phys. Lett., 2002, v.80, n.17, p.3225-3227.

252. Sun J. R., Gao J., Kang L. "State switching in Bi-doper Lao.67Cao.33Mn03 and the effect of current" Appl. Phys. Lett., 2002, v.81, n.3, p.508-510.

253. Камилов И. К., Алиев К. М., Ибрагимов1 X. О., Абакарова. Н. С. «N-образная

254. ВАХ и колебания тока в манганите Smi.xSrxMn03» Письма в ЖЭТФ, 2003, т.78,в.8, с.957-959.

255. Oshima Н., Miyano К., Konishi Y., Kawasaki М., Tokura Y. "Switching behavior of epitaxial perovskite manganite thin films" Appl. Phys. Lett., 1999, v.75, n.10, p.1473-1475.

256. Li Q., Gray К. E., Berger A., Mitchell J. F. "Electronically driven first-order metal-insulator transition in layered manganite Lai^Sr! 96Mn207 single crystals" Phys. Rev. B, 2003, v.67, p. 184426-184433.

257. Каминский В. В., Казанин М. М., Соловьев С. М., Ша^енкова Н. В., Володин Н. М. «Влияние эффекта генерации электродвижущей силы на электрические свойства тонких пленок сульфида самария» ФТП 2006, т.40, в.6, с.672-675.

258. Sachdev S., Sengupta К., Girvin S. М. "Mott transition in strong electric field" Phys. Rev. B, 2002, v.66, p.075128-075144.

259. Inoue I. H. "Electrostatic carrier doping to perovskite transition-metal oxides" Semicond. Sci. Techno!.2005, v.20, No 4, p.Sl 12-S120.

260. Zhou C., Newns D. M., Misewich J. A., Pattnaik P. C. "A field effect transistor based on the Mott transition in a molecular layer" Appl. Phys. Lett., 1997, v.70, n.5, p.598-600. <

261. Cepas O., McKenzie R. H. "Electric-field-induced Mott insulating states in organic field-effect transistors" Phys. Rev. B, 2002, v.66, p.214528-214537.

262. Pokutnyi S. I., Туе M. H., Salejda W., Misiewicz J. "Two-dimensional Wannier-Mott exciton in a uniform electric field" ФТТ, 2001, т.43, в.5; c.888-891.

263. Jerominek H., Picard F., Vincent D. "Vanadium oxide films for optical switching and detection", Optical Engineering 1993, v.32, n.9, p.2092-2099.

264. McDonald D. J. "Superconducting electronics" Phys. Today, Feb. 1981, p.37;idem et. al., IEEE Trans. Electron. Devices, 1980, v.ED-27, p. 194^,

265. Likharev K. "Superconductor Devices for Ultrafast Computing". In H. Weinstock, ed., Applications of Superconductivity. Kluwer, Dordrecht, 1999; (http://rsfql.physics.sunysb.edu/~likharev/personal/Worlds.pdQ.

266. Keyes R. W. "The future of the transistor". Sci. American-(Spec. Issue: Solid State Century) 1998, v.8, n.l, p.46-52.

267. Ramirez A. P. «Oxide Electronics Emerge» Science 2007, V. 315. no. 5817, p. 1377- 1378.

268. Kwok K. S., Ellenbogen J. C. "Moletronics: future electronics" Materials Today, 2002, v.5, n.2, p.28.

269. Rajendrakumar R. T., Karunagaran B., Mangalaraj D., Narayandass S. K., Manoravi P., Joseph M., Gopal V. "Study of a pulsed laser deposited vanadium oxide based micro-bolometer array" Smart Mater. Struct. 2003, v.12, p.188.

270. Chen C., Yi X., Zhao X., Xiong B. "Characterizations of V02-based uncooled microbolometer linear array" Sensors and Actuators A: Physical 2001, v.90, n.3, p.212.

271. Rozen J., Lopez R., Haglund (Jr.) R. F., Feldman L. C. "Two-dimensional current percolation in nanocrystalline vanadium dioxide films" Appl. Phys. Lett. 2006, v. 8 8, p.081902-081904.

272. Wood R. A. "Use of vanadium oxide in microbolometer sensors". United States Patent 5,450,053 (1995).

273. Grossman E. N., Reintsema C. D. "Method and apparatus for bias and readout of bolometers operated on a hysteretic metal-insulator transition" United States Patent 6,323,486(2001).

274. Zheludev N. I., Richardson D. J., Dhanjal S. "Apparatus providing variablereflectivity to electromagnetic radiation" United States Patent 6,304,362 (2001).

275. De Almeida L. A. L., Deep G. S., Lima A. M. N., Neff H. "Thermal dynamics of V02 films within the metal-insulator transition: Evidence for chaos near percolation threshold" Appl. Phys. Lett. 2000, v.77, n.26, p.4365-4367.

276. Климов В. А., Тимофеева И. О., Ханин С. Д., Шадрин Е. Б., Ильинский А. В, Сильва-Андраде Ф. «Трансформация параметров фазового перехода полупроводник-металл при кристаллизации аморфных пленок диоксида ванадия» ФТП, 2003, т.37, в.4, с.З88-392.

277. Valmalette J.-C., Gavarri J.-R. "High efficiency thermochromic V02(R) resulting from the irreversible transformation of V02(B)" Mater. Sci. Engin. B, 1998, v.54, p.168-173.

278. Howard W. E. "Light-emitting organic materials offer brighter and more efficient displays than LEDs" Scientific American, 2004, n.2, p.64-69 я

279. Scott J. C. "Is There an Immortal Memory?" Science, 2004, v.304, n.5667, p.62-63.

280. Szot K., Speier W., Bihlmayer G., Waser R. "Switching the electrical resistance of individual dislocations in single-crystalline SrTi03" Naturg Materials, 2006, v.5, p.312-320.

281. Kim D. C., Seo S., Ahn S. E. "Electrical observations of filamentary conduction for the resistive memory switching in NiO films" Appl. Phys/ Lett. 2006, v.88, p.202102.

282. Auciello O., Scott J. F., Ramesh R. "The physics of ferroelectric memory" Phys. Today, 1998, v.51, n.7, p.22-27.

283. Al-Ramadhan F. A. S., Hogarth C. A. "Observation and compositional studies ofthe metallic conducting filaments in the ON-state of Si0/V205 thin films used asmemory elements" J. Mater. Sci. 1984, v. 19, p. 1939-1946.

284. Redaelli A., Pirovano A., Pellizzer F., Lacaita A. L., Ielmini D., Bez R. "Electronic Switching Effect and Phase-Change Transition in Chalcogenide

285. Materials" IEEE Electron Dev. Lett. 2004, v.25, N 10, p.684-686.

286. Елинсон В. М., Покалякин В. И., Савицкая Я. С., Чугунова М. Е. "Переключение с «памятью» в гетероструктуре кремний-двуокись ванадия" ЖЭТФ, 1981, ,т.81б с. 420422.

287. Busch-Vishniac I. J. "Trends in electromechanical transduction" Phys. Today 1998, v.51, n.17, p .28-34.

288. Гордов A. H., Жагулло О. M., Иванова А. Г. Основы температурных измерений, М.: Энергоатомиздат, 1992. 303 с.

289. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC / Под ред. У. Томпкинса, Дж. Уэбстера (пер. с англ.) М.: Мир, 1992. - 592 с.

290. Гаман В. И., Дробот П. Н. «Термочувствительный элемент с частотным выходом на основе кремниевого осциллистора» Изв. ВУЗов. Физика, 1995, в.2, с.48-53.

291. Моряков О. С., Вихров С. А. «Методы и средства измерения температуры в полупроводниковом производстве» Обзоры по электронной технике. Сер.2. М.: ЦНИИ "Электроника", 1987, вып. 4 38 с.

292. Pescini L., Lorenz Н., Blick R. Н. "Mechanical gating of coupled nanoelectromechanical resonators operating at radio frequency". Appl. Phys. Lett., 2003, v.82, n.3, p352-354. .

293. Van Zant P. Microchip Fabrication. 3rd ed. New York: McGraw-Hill Companies, 1997. -P.623.

294. Электронно-лучевая технология в изготовлении микроэлектронныхприборов / Под ред. Дж.Р. Брюэра. (пер.с англ). М.: Радио и связь, 1984. - 343301 ' '\

295. Никулин Е. И., Чудновский Ф. А., Шадрин Е. Б., Мясников Д. А. «Влияниеэлектронной бомбардировки на проводимость пленок УОг» ЖТФ, 1988, т.58, в. 12, с.2411-2413.