Роль легирования ионами серебра в трансформации механизма фазового перехода в пленках диоксида ванадия

Показано, что как в легированных, так и в нелегированных пленках VO$_2$ частотное положение, а также форма максимумов функции частотной зависимости мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости $\varepsilon''(f)$, определяются значениями физических параметров массива свободных электронов, для которых частота резонансного отклика на воздействие зондирующего поля обусловлена различием их времен максвелловской релаксации $(\tau_{\mathrm{М}}=\varepsilon\varepsilon_0/\sigma)$. То же относится к частотному положению ступенек функции частотной зависимости действительной части диэлектрической проницаемости $\varepsilon'(f)$, а также к положению полуокружности на диаграммах Коул–Коула. Установлено, что характеристики диэлектрических спектров указывают как на уменьшение концентрации электронов в зоне проводимости полупроводниковой фазы VO$_2$, вызываемое легированием этой фазы примесью серебра, так и на рост температуры равновесия моноклинной и тетрагональной фаз. Наряду с этим, данные характеристики указывают на появление при сильном легировании серебром двух типов кристаллических зерен, различающихся своими физическими свойствами. Установлено, что селективная модификация примесью серебра особенностей диэлектрических спектров пленок определяется различием степени проникновения ионов серебра в разноразмерные нанокристаллиты пленки VO$_2$, которое возникает в процессе их синтеза. Показано, что причина данного явления обусловлена зависимостью результирующей концентрации легирующей примеси от величины лапласовского давления поверхности нанокристаллита, определяемого кривизной его поверхности.