Розмірний ефект в електрофізичних властивостях плівок Сu, Ni та Co з тонким металевим або діелектричним покриттям - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук РОЗМІРНИЙ ЕФЕКТ В ЕЛЕКТРОФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЯХ плівок Cu, Ni та Co з тонким МЕТАЛЕВИМ АБО ДІЕЛЕКТРИЧНИМ покриттямЗахист відбудеться «03 » липня 2009 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.55.051.02 у Сумському державному університеті за адресою: 40007, м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Сумського державного університету. Дисертаційна робота присвячена дослідженню розмірних ефектів в електрофізичних властивостях (питомий опір, температурний коефіцієнт опору) і параметрах електроперенесення (параметр дзеркальності зовнішніх поверхонь, коефіцієнти проходження і розсіювання меж зерен) та особливостей структурно-фазового стану, дифузійних процесів у плівках Cu, Co (Ni) з тонким покриттям із Ni (Cu) або SIO2. Встановлено, що за рахунок нанесення тонкого металевого покриття з ефективною товщиною в декілька моношарів та проведення термообробки, величина температурного коефіцієнта опору базисних плівок зменшується до 20%, що обумовлено зміною умов розсіювання на зовнішніх і внутрішніх межах. У плівках Cu і Ni за рахунок зерномежової дифузії атомів Ni і Cu відповідно зростає дефектність меж зерен, що спричиняє збільшення їх розсіювальної здатності, на відміну від плівок Со, де нанесення покриття із Ni приводить до заліковування дефектів на МЗ, результатом чого є покращання їх прозорості для електронів провідності.Коректно встановити вплив інорідних атомів на умови розсіювання носіїв заряду на межах зерен у плівках металів (компонентах плівкових систем) можливо, провівши дослідження електрофізичних властивостей плівок із тонким покриттям з ефективною товщиною в декілька моношарів. Також потрібно відмітити, що такі матеріали, як плівки з покриттям, можуть конкурувати з одношаровими плівками, оскільки шляхом нанесення покриття (або на вільну зовнішню поверхню, або на підкладку перед конденсацією плівки) можна модифікувати електричні властивості і тим самим отримати елементи мікро-і наноелектроніки з необхідними характеристиками. Робота виконувалася у відповідності до держбюджетних тем № 0103U000773 «Вплив статичної деформації і температури на електрофізичні властивості багатошарових плівкових систем» (2003-2005 рр.), № 0106U001942 «Формування кристалічної структури і електрофізичних властивостей плівкових матеріалів на основі багатошарових плівкових систем» (2006-2008 рр.) та спільного проекту науково-технічного співробітництва «Дифузійні процеси і транспортні властивості мультишарів і тонких плівок» між Сумським державним університетом та Інститутом ядерної фізики ПАН (м. Мета дисертації полягає у встановленні впливу дифузійних процесів на електрофізичні властивості (питомий опір, температурний коефіцієнт опору) та параметри електроперенесення (параметр дзеркальності зовнішніх поверхонь, коефіцієнти проходження і розсіювання меж зерен) у плівках Cu, Co (Ni) з тонким покриттям із Ni (Cu) або SIO2. Уперше встановлено, що після нанесення тонкого покриття із Ni на плівки Cu і Со та покриття із Cu на плівки Ni з подальшою термообробкою величина їх ТКО при температурах визначення від 100 до 650 К зменшується на 5-20% залежно від товщини і складу базисної плівки та температури, що обумовлено зміною умов розсіювання на зовнішніх і внутрішніх межах базисних плівок.Робоче співвідношення лінеаризованої моделі ТТП має вигляд: , (1) де ? - ТКО плівки; d - товщина плівки;? - СДВП;H(?) - відома табульована функція. Плівки і покриття Cu, Ni і SIO2 отримувалися термічним методом, а плівки Со - електронно-променевим. Показано, що плівки Cu і Ni мають ГЦК-структуру, а плівки Со - ГЩП ГЦК-структуру з міжплощинними відстанями та параметрами решітки, близькими до масивних зразків: Cu - а=0,3612 нм (а0=0,3615 нм); Ni - а=0,3528 нм (а0=0,3524 нм); (?-Со) - а=0,2478 нм (а0=0,2507 нм) і (?-Со) - а=0,3546 нм (а0=0,3548 нм). Відпалені плівки Cu і Ni з покриттям із Ni і Cu відповідно мають також ГЦК-решітку з параметрами решітки, відповідними до правила Вегарда, що повязано із дифузійними процесами, за рахунок яких атоми покриття дифундують як по межам зерен, так і в обєм зерен базисних плівок. У третьому підрозділі наведено результати про фазовий склад, кристалічну структуру та дифузійні процеси у плівках Cu, Ni i Co з тонким покриттям із SIO2.У дисертаційній роботі проведено вивчення впливу зміни умов поверхневого і зерномежового розсіювання електронів за рахунок сегрегації на зовнішніх і внутрішніх межах інорідних атомів на розмірні ефекти в електрофізичних властивостях (питомий опір, температурний коефіцієнт опору) та параметрах електроперенесення (параметр дзеркальності зовнішніх поверхонь, коефіцієнти проходження і розсіювання меж зерен) плівкових систем покриття/плівка.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ