Е.А. Сметанин1, А.Х. Абдуев2, В.В. Беляев3

1,3 Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы (Москва, Россия)

2,3 Государственный университет просвещения (Москва, Россия)

1 tujh98@mail.ru, 2 a_abduev@mail.ru, 3 belyaev-vv@rudn.ru

Постановка проблемы. Низкотемпературный синтез прозрачных проводящих оксидных пленок для гибкой электроники обостряет противоречие между требованиями высокой прозрачности и низкого сопротивления. Увеличение средней концентрации доноров ухудшает стабильность свойств и прозрачность.

Цель. Систематизировать механизмы самоорганизации дефектов и примесей, определяющие проводимость пленок, и разработать критерии управления режимами переноса при низкотемпературном синтезе.

Результаты. Установлено, что ключевую роль играет самоорганизованное перераспределение дефектов к межзеренным границам, где формируются проводящие каналы. Введен критерий (число Дамкелера Da) для описания перехода от барьерного к перколяционному переносу. Доказана эффективность модуляции кислорода в плазме для управления локализацией проводимости.

Практическая значимость. Разработанный подход позволяет создавать прозрачные проводящие покрытия со стабильными и воспроизводимыми свойствами для гибкой электроники, прозрачных нагревателей и аэрокосмических применений, где критична стабильность.

Сметанин Е.А., Абдуев А.Х., Беляев В.В. Самоорганизация при формировании прозрачных проводящих слоев для информационно-измерительных и управляющих систем: механизмы и режимы роста // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2026. Т. 24. № 4. С. 57−66. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700814-202604-07

1. Patel J. et al. A Review of Transparent Conducting Films (TCFs) // Coatings (review). 2024.
2. Беляев В.В., Чилая Г.С. Жидкие кристаллы в начале XXI века. М.: ИИУ МГОУ. 2015. 136 с. ISBN 978-5-7017-2415-8.
3. Беляев В.В. Жидкокристаллические дисплеи. Технологии настоящего и будущего. Часть 1 // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука. Технология. Бизнес. 2015. № 8. С. 36−47.
4. Беляев В.В. Жидкокристаллические дисплеи. Технологии настоящего и будущего. Часть 2. Новые технологии и области применения ЖК-дисплеев / ЭЛЕКТРОНИКА: Наука. Технология. Бизнес. 2015. № 10. С. 124−131.
5. Murzalinov D. et al. Self-Organization Effects of Thin ZnO Layers on the Defect Subsystem of Metal-Oxide Structures // Materials. 2023. 16(2):838. doi:10.3390/ma16020838.
6. Han Y. et al. Argon and Oxygen Gas Flow Rate Dependency of Electrical Characteristics of a-IGZO TFTs // Materials. 2023.
7. Formation of oxygen vacancy at surfaces of ZnO by surface reactions and emergence of 2DEG // APL Materials. 2024. 12(3):031115.
8. Jeong H.-S. et al. Effects of Oxygen Content on Operational Characteristics and Stability of High-Mobility IGTO TFTs during Channel Layer Deposition // Coatings. 2021. 11:698. doi:10.3390/coatings11060698.
9. Kumagai Y. et al. Computational Screening of p-Type Transparent Conducting Oxides // Phys. Rev. Applied. 2023. 19:034063.
10. Jana B. Oxygen Vacancy Engineering and Its Impact on Resistive Switching in Metal Oxide Thin Films // Materials. 2024.
11. Poeppelmeier K.R. et al. Transparent Conducting Oxides in the ZnO-In₂O₃-SnO₂ System (review) // Chem. Rev. 2009.
12. Ellmer K., Klein A., Rech B. Transparent Conductive Oxide. Springer. 2008.
13. Cohen D.J., Barnett S.A. Predicted electrical properties of modulation-doped ZnO-based transparent conducting oxides // J. Appl. Phys. 2005. 98:053705.
14. Gritsenko L.V., Abdullin Kh.A., Gabdullin M.T. et al. Effect of thermal annealing on properties of polycrystalline ZnO thin films // J. Crystal Growth. 2016. 457:67−71.
15. Asvarov A., Muslimov A., Kanevsky V., Akhmedov A., Abduev A., Kalazhokov Z. Localization of Aluminum in ZnO:Al Layers during Magnetron Sputtering Deposition // Crystallography Reports. 2024. 69(2):226−234.
16. Nasr B., Dasgupta S., Wang D. et al. Electrical resistivity of nanocrystalline Al-doped zinc oxide films as a function of Al content and the degree of its segregation at the grain boundaries // J. Appl. Phys. 2010. 108(10).
17. Abduev A.K., Asvarov A.S., Akhmedov A.K. et al. On the Effect of the Co-Introduction of Al and Ga Impurities on the Electrical Performance of Transparent Conductive ZnO-Based Thin Films // Materials. 2022. 15(17):5862.
18. Remeš Z. et al. Optical and Transport Properties of ZnO Thin Films Prepared Under Varied Conditions // Materials. 2025.