Отличный автор. Выполнил работу качественно и досрочно. Рекомендую!
Информация о работе
Подробнее о работе
ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ, ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ТОНКИХ ПЛЕНОК ОРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ
- 23 страниц
- 2014 год
- 292 просмотра
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
1. Тонкие пленки, классификация и основные параметры-4
2. Электрические свойства пленок, зависимость удельного сопротивления-7
3. Влияние давления на электропроводность тонких пленок-8
4. Влияние точечных дефектов на электропроводность тонких пленок-11
5. Влияние отжига в различных средах на электрические свойства пленок-13
6. Отрицательный температурный коэффициент сопротивления
в диспергированных пленка-15
7. Электропроводность тонких сплошных пленок-17
8. Влияние толщины пленки на вольтамперные характеристики
органических материалов-19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ -22
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ-23
ВВЕДЕНИЕ
Свойства тонкой пленки могут сильно отличаться от свойств массивного материала, особенно если толщина пленок очень мала. Эти отличия обусловлены спецификой структуры пленки, которая, очевидно, обусловлена процессами, происходящими во время формирования пленки. При увеличении толщины пленка становится сплошной, следовательно, механизм электропроводности близок к существующему в объемных материалах, но удельное сопротивление значительно больше, чем у объемных материалов.
Первые пленки, представляющие практический интерес, были получены в середине прошлого столетия. Основные результаты и достижения науки о тонких пленках использовались раньше, в основном, при решении проблем микроэлектроники и в меньшей степени – машиностроения. В последние годы интерес к вопросам физики и технологии тонких пленок постоянно возрастает.
...
1. Тонкие пленки, классификация и основные параметры.
Тонкие пленки получают путем осаждения атом за атомом, например путем конденсации из паровой фазы или электролитическое осаждение металлической пленки из раствора. Получение пленок с помощью вакуумного напыления или газотранспортных реакций представляет наибольший интерес с практической точки зрения.
Конденсация означает переход из газообразного состояния в жидкое или твердое. С точки зрения термодинамики, для того, чтобы происходила конденсация необходимо, чтобы парциальное давление соответствующего газообразного материала было равно или больше равновесного давления паров этого материала над конденсированной фазой при данной температуре. Конденсация начинается с соединения нескольких адсорбированных атомов в не большие скопления, которые называются зародышевыми центрами, или зародышами, а процесс их образования -зародышеобразованием.
...
2. Электрические свойства пленок, зависимость удельного сопротивления.
В соответствии с современной квантовой теорией проводимость в металлах определяется электронами, а электрическое сопротивление обусловлено рассеянием электронов при взаимодействии с решеткой. Из-за своей волновой природы электроны могут проходить сквозь совершенную решетку без затухания, поэтому удельное сопротивление является мерой совершенства структуры кристаллической решетки. В реальности, по ряду причин совершенной структуры не бывает, поэтому электроны подвергаются рассеянию, среднее расстояние, которое электроны проходят между соударениями, называется средним свободным пробегом. Даже если решетка не имеет структурных дефектов, но вследствие тепловых колебаний атомов около своих средних положений решетка не будет совершенной для дрейфа электронов. Электроны будут взаимодействовать с различными видами колебаний решетки (фононами), что и будет определять электросопротивление.
...
3. Влияние давления на электропроводность тонких пленок.
Уникальность электронных свойств полимерных материалов хорошо подтверждается на примере влияния давления на электропроводность относительно тонких пленок полимеров.
На примере такой зависимости можно выделить общие признаки изменения электропроводности в пленках несопряженных полимеров, присущие различным способам ее инициирования, которые перечисляются ниже:
1. Аномально низкие величины внешних воздействий, индуцирующих переход в высокопроводящее состояние (ВПС) в полимере. Например, по давлению эти величины меньше предсказанных теорией на шесть порядков, по электрическому полю — на три порядка. Аналогичные данные по другим методам воздействия в литературе нами не обнаружены.
2. Пороговый характер явления. Переход в ВПС осуществляется при достижении внешним полем определенной критической величины.
3.
...
4. Влияние точечных дефектов на электропроводность тонких пленок.
Атом примеси или вакансия как правило имеют эффективный электрический заряд существенно отличающийся от основного заряда металла, поэтому он будет служить дополнительным источником рассеяния электронов. Удельное сопротивление повышается с увеличением концентрации примесей и достигает максимума при 50 % концентрации(рис.4)[7]. В массивных материалах повышение удельного сопротивления, обусловленное растворенными примесями не превышает 10-кратного значения.
Рис. 4 Зависимость удельного сопротивления от компонентного состава
В пленках в процессе формирования может остаться значительно большее количество примесей, чем будет захвачено в равновесном состоянии. Поэтому можно часто наблюдать увеличение удельного сопротивления в несколько сотен раз.
...
5. Влияние отжига в различных средах на электрические свойства пленок
Термоотжиг вызывает долговременные изменения свойств пленок. Так кислород, адсорбированный на поверхности и границах зерен пленки СdS при образовании химических связей удаляет электрон из зоны проводимости, тем самым приводя к появлению обедненных слоев на поверхности и границах зерен. Адсорбированный кислород легко удалить путем низкотемпературного отжига в вакууме. При удалении кислорода снижается напряжение и слегка увеличивается средняя концентрация свободных электронов.
При высокотемпературном отжиге поликристаллических пленок СdS в различных средах резко изменяется удельное электрическое сопротивление (рис.6). При больших удельных сопротивлениях пленок СdS подвергшихся отжигу, наблюдают нестабильность при адсорбции кислорода; отожженные пленки с низким удельным сопротивлением (не более 1 Ом*см), наоборот, стабильны.
...
в диспергированных пленках.
Температурный коэффициент сопротивления очень тонких пленок редко приближается к объемному значению, чаще такие пленки обладают большим
отрицательным температурным коэффициентом сопротивления[10]. Особый механизм проводимости очень тонких диспергированных (островковых, зернистых по структуре) пленок, очевидно, определяется их строением. На рисунке 7 показаны кривые зависимости сопротивления от температуры для прерывистых пленок трех металлов. Имеет место хорошее соответствие этих экспериментальных данных выражению для сопротивления пленок
где A0, θ и φ – постоянные отдельной пленки.
Рис. 7 Зависимость сопротивления от температуры
прерывистых пленок трех металлов.
Объяснение можно найти рассматривая особую термоэлектронную эмиссию из зерен пленки.
...
7. Электропроводность тонких сплошных пленок
Отрицательные температурные коэффициенты для островковых пленок обусловлены энергией, необходимой для преодоления расстояния между островками. Однако отрицательные температурные коэффициенты обычно проявляются и в металлических сплошных пленках толщиною и в несколько тысяч ангстрем. Отрицательные температурные коэффициенты не проявляются в сплошных пленках до тех пор пока значительно не проявляются примеси. Чем больше отклонение удельного сопротивления ленки от объемного сопротивления, тем больше отрицательный температурный коэффициент. Это объясняется геттерными свойствами металлов при их осаждении и миграцией примесей к границам зерен, кроме того, хорошо известно, что диффузия по границам зерен протекает на несколько порядков быстрее, чем по всему объему пленки, поэтому со временем может иметь место загрязнение границ зерен из атмосферы или других внешних источников.
...
органических материалов.
Мы приготовили раствор асфальт пропановой деасфальтизации в толуоле. Три экспериментальных образца асфальт пропановой деасфальтизации наносились на ситалловую подложку. Таким образом были сформированы тонкие пленки асфальта пропановой деасфальтизации толщиной 71,31, 102,63 и 134,17 мкм.
Методика измерения толщины пленки:
1. Определили массу пленки, mпленки=М-mподложки, где М- масса готового образца.
a) mпленки = 319,25856-309,375=9,88356 мг
b) mпленки = 355,6326-340=15,6326 мг
c) mпленки = 612,462-577,75=34,712 мг
2. Определили толщину пленки , где S- площадь образца,
ρ- плотность асфальт пропановой деасфальтизации.
a) =7,131*10-3 см=71,31 мкм
b) = 10,263*10-3 см=102,63мкм
c) = 13,417*10-3 см=134,17мкм
Измерения вольтамперных характеристик образца проводились косвенным методом с помощью операционного усилителя, контакты находились на противоположных концах пленки.
...
1. Andrews J.G., Varey R.H., Sheath growth in a low preasure plasma, The physics of fluids, 1971, volume 14, p. 339-343.
2. Гутман Ф, Лайонс Л., Органические полупроводники, М.:Мир, 1970
3. Berсiu M, Rappoport T. G., Janсo B., Manipulating spin and charge in magnetic semiconductors using superconducting vortices, Nature, 2005, № 435, p.71.
4. Лачинов А. Н., Жеребцова И., Золотухин М. Г., Thermostimulated switching in thin polymer films, Synthetic Metals, 1993, № 59, p. 377.
5. Ионов А.Л., Лачинов А.Н., Ренч Р., Сверхпроводящий ток в тонкой пленке полифталидилиденбифенилена, Письма в Журнал Технической Физики,
2002, №14, с. 69.
6. Тамаев А.Р. и др., Журнал физической химии, Подвижность носителей заряда в тонких пленках полидифениленфталида, 2005, том 79, № 12, с. 2266.
7. Wu С., Bube R. Н., Journal of Applied Physics, Thermoelectric and photothermoelectric effects in semiconductors: Cadmium sulfide films, 1974, volume 45, №2, p. 648.
8. Louis K., Zotos X., Physical Review B, Spin conductance in one-dimensional spin-phonon systems , 2005, volume 72, № 9, p. 214435.
9. Seto J. Y. W, Journal of Applied Physics, The electrical properties of polycrystalline silicon films, 1975, volume 46, №2, p. 5247.
10. Лачинов А. Н. и др., Журнал физика твердого тела, Перенос заряда в системе металл-полимер-нанокристаллический металл, 2005, том 42, №10, с. 1882.
11. G. Schmidt, et al., Physical Review B, Fundamental obstacle for electrical spin injection from a ferromagnetic metal into a diffusive semiconductor, 2000,
volume 62, № 15, p. 4790.
12. Dediu V. et al., Solid State Communications, Room temperature spin polarized injection in organic semiconductor, 2002, volume 22, №3, p. 181.
13. Зыков Б. Г. и др., Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики, Резонансный захват электронов низких кинетических энергий молекулами производных фталида, 1996, том 64, №6, с. 402
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
