In cadrul acestui proiect s-au obtinut filme pe baza de ZnO prin metodele sol-gel si hidrotermala pe substraturi de siliciu si sticla (partenerul roman) si filme dielectrice pe baza de Ta₂O₅ prin metoda sol-gel pe substraturi de Pt/TiO₂/SiO₂/Si si SiO₂/Si (partenerul sloven). De asemenea, s-a obtinut pulbere de CuAlO₂ printr-o sinteza in stare solida. Seriile de probe obtinute au fost caracterizate din punct de vedere morphologic, structural, electric si optic prin metode specifice.

Caracterizarea completa optica, electrica si microstructurala a probelor TCO s-a facut utilizand spectroelipsometria in domeniul UV-VIS-NIR pana in Mid-IR. Rezultatele au fost comparate cu cele obtinute prin UV-VIS (pentru transmisie – T, constante optice – n si k, banda interzisa - E_g), AFM si SEM (pentru grosimea de strat - d), FTIR (pentru identificarea materialului), masuratori electrice Hall (r, N_D, μ), dupa cum se poate observa mai jos.

Filmele pe baza de ZnO si co-dopate cu In si N au prezentat morfologii bine definite, distribuite in mod compact pe substrat, evidentiindu-se trei tipuri coexistente: fatete cristaline mari, granule cvasi-sferice (d ~ 100 nm) si granule fine (d ~ 10-20 nm). Investigarea din punct de vedere electric a acestor structuri de ZnO a scos in evidenta comportamentul de “tip p” al unor probe. Parametrii electrici Hall (rezistivitatea-r, concentratie de purtatori - N_D si mobilitatea- m) au fost de ordinul de marime al celor gasiti in literatura. De asemenea, pe aceste probe s-au obtinut valori initiale de peste 87% ale transmisiei optice, valori ce scad usor cu cresterea tratamentului termic, apoi cresc din nou nou la probele tratate la 500 °C.

Filmele subtiri de tip “high-k” pe baza de Ta₂O₅ si Ta₂O₅–Al₂O₃–SiO₂ au fost tratate termic la 250, 300 si 400 °C, timp de 2 sau 10 minute, pentru a obtine filme mai dense. Acest fapt este sustinut de valorile indicelui de refractie determinat prin elipsometrie, care au crescut cu temperatura tratamentului aplicat. Caracteristicile densitate de curent (J) versus tensiune aplicata (V), la temperatura camerei, au indicat dependenta curentilor de pierdere atat de compozitia, cat si de tratamentul termic al filmelor subtiri. Dielectricul ternar tratat termic la 400 °C a prezentat o imbunatatire evidenta in ceea ce priveste curentii de scurgere, comparativ cu filmul de Ta₂O₅ pur obtinut la aceeasi temperatura. La temperaturi mai joase ale tratamentului termic, insa, cele doua materiale au prezentat caracteristici similare. Valori satisfacatoare obtinute pentru permitivitatea dielectrica si o imbunatatire promitatoare din punct de vedere al curentului de pierderi, recomanda aceste filme a fi implementate in dispozitive electronice.

Pulberea de CuAlO₂ (TCO cu conductie de tip p) a fost obtinuta din AlOOH x H₂O si Cu₂O printr-o sinteza in stare solida la 1100 °C, in argon. Analizele structurale si microstructurale ale probei ceramice sinterizate au dovedit prezenta unei singure faze, delafosit, cu o microstructura densa si o distributie uniforma a porozitatii in retea. Prin masuratori electrice s-a determinat variatia parametrilor Hall (rezistivitatea, concentratia purtatorilor de sarcina si mobilitatea) cu temperatura. S-a observat astfel ca rezistivitatea probelor descreste cu cresterea temperaturii de la 830 Ωcm la 230K pana la 11 Ωcm la 350K, datorita cresterii atat a numarului de purtatori de sarcina, cat si a mobilitatii acestora. De asemenea, prin masuratoarea Hall la temperatura camerei s-a determinat valoarea pozitiva a coeficientului Hall (R_H = +33.8 cm^-3C^-1) ceea ce confirma conductiade tip p a materialului.

Noutatea rezultatelor obtinute in cadrul proiectului consta in sinteza cu costuri scazute (depuneri, tratamente termice, configurari experimentale simple) a materialelor de tip TCO si in special obtinerea de filme pe baza de ZnO cu conductie de tip-p, ceea ce reprezinta un domeniu de actualitate cu numeroase provocari. De asemenea s-a reusit obtinerea de pulberi de AlCuO₂ cu conductie de tip-p cu aplicatii potentiale in jonctiuni transparente.