Дослідження електрофізичних властивостей плівкових матеріалів

(куратор напрямку: к.ф.-м.н., ст. викл. Говорун Тетяна Павлівна)

Нанокристалічні плівкові материіали такі, як одно- та багатошарові плівки металів та плівки з тонким металевим або діелектричним нанопокриттям знайшли досить широкого використання у нанотехнологіях, сучасній мікроелектроніці, мікросенсорній техніці, спінтроніці. Про використання вакуумних тонкоплівкових технологій говорять успіхи у створенні нових нанокристалічних і нанокомпозиційних матеріалів, елементів геліоелектроніки, мультишарів і надрешіток. Параметри приладів на основі плівкових матеріалів безпосередньо визначаються їх електрофізичними властивостями, які, в свою чергу, залежать від ряду факторів технологічного і фізичного характеру.

Для одержання плівок з різноманітних матеріалів в умовах вакууму, а також для підготовки об'єктів, які досліджуються в електронному мікроскопі призначений вакуумний універсальний пост ВУП-5М. Прилад дозволяє отримувати плівки металів, сплавів і напівпровідників, висока швидкість осадження дає можливість отримувати матеріали як нанометрових, так і мікрометровихтовщин, зразки одношарових та багатошарових плівкових матеріалів, та покриття на них. ВУП-5М має можливість зміни структури й властивостей плівок і розпилення декількох матеріалів без розгерметизації об'єму та невеликий тепловий вплив на досліджувану структуру.

 

а                                                                  б                                                                 в

 

Мікроструктури гранульованого сплаву на основі Au і Co без термообробки (а), плівка Cu ефективною товщиною d~2-3 нм
після відпаленння до 650 К та плівка Ni (25) з тонким покриттям із SiO2 (в) у відпаленому (TВ=630 K) стані.

Електрофізичні властивості елементів із плівкових матеріалів визначаються ступенем взаємної розчинності атомів сусідніх шарів, впливом зерномежової дифузії, що призводить до зміни умов розсіювання електронів на межах зерен, при нанесенні тонкого покриття на поверхню дозволяє змінювати умови поверхневого розсіювання носіїв електричного заряду. Дослідження електрофізичних властивотей показали, що загальною особливістю для плівок Cu, Ni і Co з тонкими металевими покриттями є зменшення значень ТКО (на 5-20%) у порівнянні з базисними плівковими зразками. На це різним чином впливає або збільшення питомого опору (плівки п-Ni/Cu/П, п-Cu/Ni/П), або зменшення чутливості (плівки п-Ni/Co/П). Необхідно зазначити, що тенденція до зменшення ТКО, проілюстрована на рисунку, спостерігається і при інших температурах вимірювання.

Елекронографічні дослідження та вивчення кристалічної структури виконуємо за допомогою просвічувального електронного мікроскопу з комп'ютерним керуванням ПЕМ-125К.ПЕМ-125К являється стаціонарним лабораторним приладом багатоцільового використання. Він призначений для проведення досліджень мікроструктури та фазового складу об'єктів. З допомогою мікроскопа можливе візуальне спостереження і фотографування зображення об'єкта в широкому діапазоні збільшень, отримання дифракційної картини від об'єкта, дослідження об'єкта при його нахилі і обертанні. На електронному мікроскопі ПЕМ-125К встановлена система аналізу зображення САИ-01, призначена для телевізійного виводу і комп'ютерного аналізу зображення.

 

Кристалічна структура (а) і електронограма (б) від відпаленої одношарової плівки Со(50)/П та кристалічна структура плівки Сu(15)/Co(20)/П відпаленої до Тв=950 К при великому збільшенні

Топологічні дослідження проводимо з використанням атомно-силової мікросокпії (АСМ).

АСМ-зображення плівки з відпаленим до ТВ=550 К покриттям Ni/Cu(35)/П

Наступний напрямок →

Ми ONLINE !

WEB система СумДУ