材料表面薄膜技术:杨烈宇。P253-260
Piezoresistance and electrical resistivity of Pd, Au, and Cu films:电子隧道效应与表面粗糙度对薄膜电阻的影响。
mean fr3
K
24 0
Cu
296,5
Ag
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Au
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—
】
,9
91
Fe
22,0
Pt
JLO
9用
在50°C时大概20-30,镍镉或者康铜,当厚度T=10,即厚
度为300nm时,根据上式计算得:
加约40%: t = }QA时,pf增加约4%。因此对较薄的 薄膜,表面散射对薄膜电导的影响不可低估"
式(1)是假设电子在薄膜表面完全漫反射所得的 结果,对于有一部分电子在表面产生镜面反射的情况, 式(1)应修正为;
为=岳】+普。一『) (2)
反射所占比例为P,漫反射所占比例为(1-P),对于同样的 薄膜,改善表面光滑程度,可以使薄膜电阻率降低。
事实上,在研究对象中,薄膜的厚度己经是电子 平均自由程的10倍以上,按照
F- 阻率的增加是很小的,似乎不足以引起根本性的改变, 但实验结果显示,簿膜电阻率随看表面粗植度的增加 而增大,可能的解释是由于薄膜的生长结构所造成• 图2为磁控滋射Au薄膜的三雄原子力显微镜形貌。 可见,磁控溅射Au膜均星柱状晶结构生长,在垂直 于薄膜表面方向颗粒尺寸参差不齐,纵向不同高度以 及横向不同尺寸的颗粒导致了不同的薄膜表面粗糙 度,从而影响电子在薄膜中的输运」导致薄膜电阻率 的变化.
表而高低起伏越大,粗糙度值就越大,电子与之碰撞的几率 就越多,在电场方向降低的传输速度就加快,导致薄膜电导 率下降,相应电阻率升高。也就是说,表而粗糙度越大,薄 膜电阻率将增大
Burnett[12】等人对溅射Cu膜研究
发现,随残余拉应力增加,薄膜电阻率增大;
研究认为,电阻率与残余应力之间的这种对应关
系,可能和薄膜的品体取向有关。从前期研究中已经
知道,对而心立方金属,薄膜残余应力与品体取向有
内在的联系【161。薄膜残余拉应力随(111)取向增强而增 大。、电子・杂质、 、电子一表面的碰撞有关,这就必然会涉及 到品界、品格和表面的状态。对应于表面能,密排面 (111)对应的表面能最小;对应于应变能,(111)取向的 品粒中应变能密度最大。也就是说,随着残余拉应力 的增加,薄膜(111)取向呈增强的态势。此时,薄膜中 应变能集聚越多,导致品粒变形越厉害,品界扭曲程 度增加,品界对电子造成的散射就会越显著,薄膜电 阻率相应增大。Tseng[171等人对A1和
W膜的研究进 步证实了上述结果。
(2)陶瓷基体表面粗糙度对Ni-Cr薄膜换能元性能的影响 王广海,李国新,焦清介
(北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081) :随着基底粗糙度的增大,薄膜颗粒度增大,
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