Вплив температурної і деформаційної залежності параметрів електроперенесення на електрофізичні властивості багатошарових плівок на основі Cr, Cu і Sc (Co) - Автореферат

Із вищезазначеного випливає актуальність теми даної роботи та доцільність проведення дослідження РЕ в ТКО і КТ на модельних багатошарових плівкових системах, умову яких задовольняють до великої міри тришарові плівки на основі Cr, Cu і Sc або до деякої міри - на основі Cu, Cr і Со. Робота виконувалася у відповідності до держбюджетних тем №197U016610 «Електрофізичні властивості багатошарових плівок в умовах взаємної дифузії елементів»; №0100U003219 «Дифузійні процеси в системах плівка/плівка і плівка/масивний матеріал»; №0103U000773 «Вплив статичної деформації і температури на електрофізичні властивості багатошарових плівкових систем»; спільного проекту науково-технічного співробітництва №М/18-2004 «Дифузійні процеси і транспортні властивості мультишарів і тонких плівок» між Сумським держуніверситетом і Інститутом ядерної фізики ПАН (м. Основна мета даної роботи полягала у встановленні особливостей електрофізичних властивостей багатошарових плівок на основі Cr, Cu і Sc (Со) і зясуванні внеску тих фізичних процесів, що визначають температурну і деформаційну залежність таких параметрів електроперенесення, як коефіцієнти дзеркальності та проходження межі зерна і межі поділу шарів, у величину термічного коефіцієнта опору і коефіцієнта тензочутливості. Для досягнення поставленої мети необхідно було розвязати такі конкретні наукові задачі: - здійснити аналіз і макроскопічну апроксимацію теоретичної моделі Р.Дімміха для ТКО у випадку двошарових плівок і розробити напівкласичну теоретичну модель, альтернативну моделі Р.Дімміха, яка б дозволяла теоретично описати експериментально спостережені залежності ТКО від загальної товщини плівки та товщини окремих компонент; Для кількісної характеристики температурних і деформаційних ефектів у параметрах електроперенесення вперше введені до розгляду температурні і деформаційні коефіцієнти і та і , фізична природа яких повязана із тими релаксаційними процесами, які проходять на зовнішніх поверхнях плівки, межі поділу шарів та межі зерен при збільшенні температури або деформації зразка; величина і знак зазначених термічних і деформаційних коефіцієнтів визначаються ступенем дисперсності плівок, їх товщиною, наявністю інорідних атомів та інших дефектів на межах зерен і межі поділу шарів.У першому розділі «Розмірні ефекти у температурному коефіцієнті опору і коефіцієнті тензочутливості металевих плівок (літературний огляд)» наведено аналітичний огляд і аналіз публікацій, присвячених проблемі електрофізичних властивостей багатошарових металевих плівкових систем стосовно термічного коефіцієнта опору і явища тензочутливості. В цілому зазначені теоретичні моделі задовільно описують розмірний ефект в ТКО, дозволяють проаналізувати питання про температурну залежність таких параметрів електроперенесення, як середня довжина вільного пробігу електронів (СДВП) l0, коефіцієнтів дзеркальності (р) та розсіювання на межі зерен (МЗ) (R). Поряд з цим відмічається, що теоретична модель Варкуша для КТ слабо узгоджується з експериментальними результатами в інтервалі відносно малих товщин і дає протилежну експериментальним і розрахунковим за моделями ТТП даним залежність КТ від товщини плівки. Відмічається, що можливою причиною розходження може бути як невизначеність параметра електроперенесення ( - відомі функції, - ефективна маса електрона), так і ефект температурної залежності параметрів електроперенесення l0, р, r (коефіцієнт проходження межі зерна) і Q (коефіцієнт проходження межі поділу (МП) шарів) та можливі дифузійні процеси і фазоутворення на МП. В результаті проведеного аналізу основний напрям досліджень був визначений так: розроблення і уточнення теоретичних моделей для ТКО і КТ, які враховують температурну або деформаційну залежність параметрів електроперенесення, та їх експериментальна перевірка на прикладі дво - та тришарових плівкових систем на основі Cr, Cu і Sc (в окремих випадках Co замість Sc).У дисертаційній роботі розвязана задача стосовно встановлення особливостей електрофізичних властивостей і, зокрема, термічного коефіцієнта опору і коефіцієнта тензочутливості багатошарових плівок на основі Cr, Cu і Sc (Co) та зясована суть тих фізичних процесів у них, які визначають температурну і деформаційну залежність коефіцієнтів дзеркальності поверхні плівки, проходження межі зерна і межі поділу окремих шарів, і їх внеску у величину ТКО і КТ. Методами електронної та атомно-силової мікроскопії, електронографії, оже-спектроскопії та вторинно-іонної мас-спектрометрії проведені дослідження структурно-фазового стану двошарових плівок як складових тришарових систем на основі Cr, Cu і Sc (Со) та ступеня збереження індивідуальності окремих шарів: - різні варіанти двошарових плівок у невідпаленому чи відпаленому стані на основі Cr, Cu і Sc; Cr і Со та Cu і Со (до 600 К) можна розглядати як біпластини, хоча в результаті зерномежової дифузії має місце певне перемішування елементів (згідно з ЕОС довжина дифузійного пробігу атомів - до 10 нм); аналогічне збереження індивідуальності і перемішування елем

Основний зміст роботи