Електрофізичні властивості дисперсних матеріалів на основі плівок - Автореферат

Наприклад, висока чутливість плівки діоксиду ванадію до фотонного і електронного опромінення та стійкість при плазмових і термічних обробках роблять її перспективним резистом для субмікронної літографії; відносно висока чутливість плівок TIO2 до деформацій знаходить своє місце в тензометрії; наявність фазового переходу ІІ роду типу «метал - напівпровідник» (діелектрик), що спостерігається у плівках VO2 може застосовуватись в датчиках критичної температури, як елементах захисту різних вузлів від нагрівання. Отже, характеристики і параметри мікроприладів певною мірою визначаються електрофізичними властивостями плівок (питомий опір, термічний коефіцієнт опору, коефіцієнти тензочутливості) які, у свою чергу, повязані з дією розмірних ефектів, що проявляються як у структурно-фазових, так і в електрофізичних властивостях. Зазначене вимагає детального вивчення електрофізичних властивостей двошарових плівкових систем на основі нанокристалічних (шари V, Cr або Ti) та високодисперсних (шари Cu і Ni) плівок. Дисертаційна робота виконана на кафедрі прикладної фізики Сумського державного університету у рамках держбюджетних тем №0100U003219 «Дифузійні процеси у багатошарових системах плівка/плівка і плівка/масивний матеріал» (2000-2002 рр.); №0103U000773 «Вплив статичної деформації і температури на електрофізичні властивості багатошарових плівкових систем» (2003-2005 рр.) та №0106U001942 «Формування кристалічної структури і електрофізичних властивостей плівкових матеріалів на основі багатошарових металевих систем (2006-2008 рр.). Вперше були використані відомі феноменологічна та напівфеноменологічна моделі для коефіцієнта тензочутливості (КТ) при обробці експериментальних результатів у плівкових системах на основі V і Ni, V і Cu та Ni і Ti; підтверджено, що зазначені моделі кількісно описують експериментальні результати, якщо враховувати розмірні і деформаційні ефекти в параметрах електроперенесення; здійснено апробацію феноменологічної та напівфеноменологічної моделей для температурного коефіцієнта опору (ТКО) на плівкових системах, де складовими виступають Cu і V; підтверджено задовільну відповідність розрахункових і експериментальних результатів для систем з низькою взаємною розчинністю, що дозволяє здійснити математичне прогнозування і моделювання їх електрофізичних властивостей.У звязку з цим, в роботі відмічається важливість, з точки зору аналізу фундаментальних питань розмірного ефекту в ТКО, спрощеного співвідношення теорії Дімміха для двошарових полікристалічних плівок на випадок, коли коефіцієнт проходження межі поділу шарів (Q) дорівнює нулю. Третій розділ «Розмірні ефекти у температурному коефіцієнті опору плівкових систем на основі V, Cr, Ni, Cu та Ti» присвячено вивченню двошарових плівкових систем, складовими яких виступають одношарові нанокристалічні плівки V, Ti та Cr, або високодисперсні плівки Cu та Ni. Структурні дослідження показали, що плівки V і Ti нанокристалічні (L~10нм), в той час як плівки Cr (L~0,5d), Ni і Cu (L~d) відносно крупнокристалічні. Проведені в роботі розрахунки по розділенню внеску кожного з перелічених факторів у питомий опір і ТКО зразків та аналіз отриманих результатів показав, що збільшення товщин зразків Ti, V, Cr і Ni призводить до зменшення внеску поверхневого розсіювання електронів у питомий опір і ТКО, в той час, як внесок зерномежового (?gb) розсіювання визначається ступенем дисперсності кристалітів: величина ?gb максимальна для нанокристалічних плівок (Ti, V і Cr) та має мінімальне значення у плівках з відносно великим середнім розміром зерна (Ni, Cu). На підставі обробки експериментальних результатів про розмірні залежності питомого опору та ТКО в одношарових плівках з використанням лінеаризованої, ізотропної і моделі ефективної СДВП ТТП, було розраховано параметри електроперенесення для плівок V, Cr, Ni, Cu і Ti та показано, що їх величина визначається ступенем дисперсності кристалітів у плівкових зразках: для нанокристалічних зразків, якими є V і Ti (L~10 нм), коефіцієнт р завжди менший за 0,1.У дисертаційній роботі розвязана задача по встановленню особливостей електрофізичних властивостей (питомий опір, термічний коефіцієнт опору і коефіцієнт поздовжньої тензочутливості) нанорозмірних одно-, дво-і багатошарових плівок на основі V, Cr, Ni, Cu і Ti, окремі шари яких представляють собою нанокристалічні плівки (V, Cr і Ti). У роботі отримані експериментальні результати стосовно структурно-фазового стану плівок і їх електрофізичних властивостей та були розвязані поставлені задачі і отримані такі наукові і практичні результати: 1. застосування методів мас-спектрометрії залишкових газів (при конденсації усіх одношарових зразків), вторинно-іонної мас-спектрометрії (на прикладі систем Cu/V, Cu/Cr, Ni/Ti і Ni/V) і ожеелектронної спектроскопії (система Cu/Cr) дозволили зясувати роль залишкових газів при стабілізації домішкових фаз, ефективності зерно межової дифузії атомів у дво-і багатошарових системах з точки зору збереження індивідуальності окремих шарів, глибини взаємного пр

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ