Вступ
На сьогодні одним з важливих напрямів сучасної фізики твердого тіла є дослідження надтонких острівцевих плівок. Властивості тонких плівок, як правило, значно відрізняються від властивостей масивних матеріалів. Обмеження розмірів плівкових обєктів в одному з напрямів приводить до появи так званих розмірних ефектів, які в масивних обєктах слабо виражені або взагалі не спостерігаються. Ці явища повязані з порушенням співвідношення між розмірами зовнішньої поверхні і обємом зразка, характерного для масивного матеріалу [1].
Актуальність. Завдяки суттєвому прогресу фізики і вакуумної техніки надвисокого вакууму стало можливим проводити експеримент в добрих вакуумних умовах, що дозволило створити методики приготування та дослідження достатньо чистих зразків із наперед заданими і відтворюваними структурою і фізичними характеристиками. Внаслідок того, що властивості плівок суттєво залежать від перебігу процесів на їх поверхні, тонкі плівки виявились зручними обєктами для експериментального дослідження механізмів утворення конденсованого стану речовини, для виявлення зонної енергетичної структури твердих тіл та їх поверхні, механізмів переносу заряду в приповерхневих ділянках твердого тіла [2].
Вивчення фізичних явищ, що протікають в острівцевих плівках, обумовлено рядом причин:
1) широкими перспективами практичного використання плівок (техніка надвисоких частот, мікроелектроніка, оптоелектроніка та ін.);
2) можливістю отримання інформації, необхідної для вирішення окремих важливих проблем фізики твердого тіла і фізики поверхні;
3) можливість розробки на основі острівцевих плівок різноманітних датчиків фізичних величин (температури, деформації, магнітного поля і т.д.).
Крім того, великий інтерес представляє вивчення розмірних ефектів електропровідності тонких плівок, зокрема, острівцевих. Електропровідність таких систем характеризується рядом закономірностей, що суттєво відрізняються від неперервних плівок: нелінійність вольт-амперної характеристики, відємний коефіцієнт опору (ТКО), значна тензочутливість [3].
Саме питання дослідження електропровідності острівцевих плівок разом з їх структурою, морфологією та залежністю електропровідності від різних фізичних умов (температура) і визначило мету даної роботи.
Обєкт дослідження: розмірні і температурні ефекти в електрофізичних властивостях острівцевих плівок.
Предмет дослідження: електрофізичні (електропровідність, ТКО) властивості острівцевих плівок сплаву Co-Ni різної концентрації в інтервалі товщин 5-35 нм та інтервалі температур 150-700 К.
Мета роботи: Вивчення електропровідності надтонких острівцевих плівок на основі сплаву Co-Ni та встановлення взаємозвязку морфології, структури та електрофізичних властивостей надтонких плівок.
Завдання:
1) ознайомлення з літературними джерелами стосовно фізичних властивостей тонких плівок та методики одержання сплаву;
2) вивчення методики одержання нанокристалічних плівок сплаву Co-Ni та дослідження структури і електропровідності;
3) одержання плівкових зразків з різною концентрацією компонентів;
4) проведення дослідження структури, морфології та електропровідності одержаних зразків;
5) математична обробка одержаних результатів та аналіз взаємозвязку морфології та електропровідності одержаних зразків;
Для реалізації поставлених завдань використовувалися такі методи:
· вакуумна конденсація плівкового сплаву методом електронно-променевого випаровування вихідних зразків сплаву;
· електронна мікроскопія та електронографія;
· рентгеноспектральний мікроаналіз;
· методи теоретичного аналізу і узагальнення результатів.
- Вступ
- Розділ 1. Електропровідність надтонких плівок (літературний огляд)
- 1.1 Тонкі плівки та їх класифікація
- 1.2 Електрична провідність в острівцевих плівках
- 1.3 Моделі провідності острівцевих плівок
- Розділ 2. Методика і техніка експерименту
- 2.1 Отримання зразків плівкових сплавів
- 2.2 Методика дослідження електропровідності плівок сплавів [14]
- 2.3 Методика дослідження морфології, фазового елементного складу та кристалічної структури плівкових зразків
- Розділ 3. Структура та електропровідність надтонких плівок сплаву Co-Ni
- 3.1 Зміна морфології нанокристалічних плівок
- 3.2 Електричні властивості острівцевих плівок
- 3.3 Енергія активації
- Висновки