Физика

Анализ зависимостей времени релаксации от влияющих факторов в проводящих оксидах на основе $SnO_2:Sb$

Т. О. Зинченко, Е. А. Печерская, В. Д. Кревчик, И. А. Рубцов, Д. В. Якушов, В. С. Александров

Пензенский государственный университет, Пенза

Аннотация: Актуальность и цели. Прозрачные проводящие оксиды на основе $SnO_2:Sb$ представляют собой перспективный материал для создания прозрачных электродов в оптоэлектронных устройствах. Понимание механизмов проводимости и релаксации носителей заряда в этих материалах имеет большое значение для оптимизации их электрофизических свойств. Целью исследования является анализ зависимостей времени релаксации от концентрации электронов, проводимости и подвижности в $SnO_2:Sb$ на основе использования различных методов интерполяции и аппроксимации, а также сопоставление полученных результатов с теорией Друде. Материалы и методы. Использованы результаты экспериментальных данных об электрофизических параметрах для образцов $SnO_2:Sb$, в том числе концентрации электронов (n), проводимости ($\sigma$), подвижности ($\mu$) и времени релаксации ($\tau$). Для обработки данных применены три метода интерполяции: линейная интерполяция, интерполяция Акимы и кубический сплайн. Аппроксимация осуществлена методом наименьших квадратов с использованием полиномов первой степени. Результаты. Выполнен сравнительный анализ различных методов интерполяции для зависимостей времени релаксации от влияющих факторов. Установлено, что зависимость времени релаксации от подвижности хорошо описывается линейной интерполяцией, что соответствует теории Друде. Для остальных зависимостей времени релаксации наиболее подходящей является интерполяция Акимы, учитывающая нелинейный характер зависимостей. Кубический сплайн демонстрирует осцилляции в областях с резкими изменениями данных. Полученные результаты согласуются с результатами, полученными на основе теории Друде. Выводы. Результаты. экспериментального исследования $SnO_2:Sb$ хорошо согласуются с теорией Друде для описания электрофизических свойств прозрачных проводящих оксидов. Даны рекомендации по выбору метода интерполяции с учетом физической природы анализируемых зависимостей. Полученные результаты целесообразно использовать для оптимизации технологических режимов процесса получения $SnO_2:Sb$ с заданными электрофизическими свойствами.

Ключевые слова: прозрачные проводящие оксиды, $SnO_2:Sb$, теория Друде, интерполяция Акимы, аппроксимация, время релаксации, кубический сплайн, линейная интерполяция

УДК: 621.3.012.7

DOI: 10.21685/2072-3040-2025-3-8