Електрофізичні властивості дисперсних матеріалів на основі плівок V, Ti, Cr, Cu та Ni
Electronic Archive of Sumy State University
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Електрофізичні властивості дисперсних матеріалів на основі плівок V, Ti, Cr, Cu та Ni
|
|
| Creator |
Гричановська, Тетяна Михайлівна
Гричановская, Татьяна Михайловна Hrychanovska, Tetiana Mykhailivna |
|
| Subject |
розмірні ефекти
двошарові плівки коефіцієнт тензочутливості размерные эффекты двухслойные пленки коэффициент тензочувствительности size effects two-layer films coefficient of deformation |
|
| Description |
Дисертація присвячена встановленню закономірностей розмірних ефектів в електрофізичних властивостях плівкових систем з певним чергуванням нанокристалічних шарів та з різною взаємною розчинністю компонентів на основі перехідних металів таких, як V і Ni, V і Cu, Cu і Cr та Ni і Ti. В роботі вивчено умови утворення VOx (x≈1), V2O3+VOx, V2O3 та TiOx (x≈1) та досліджено їх електрофізичні властивості. З’ясовано вплив температури і деформації на питомий опір, температурний коефіцієнт опору, коефіцієнт тензочутливості та параметри електроперенесення плівкових зразків. Окрім переліченого, в роботі відмічено вплив ступеня дисперсності кристалітів на параметри електроперенесення одношарових зразків та розраховано внесок в питомий опір, температурний коефіцієнт опору та коефіцієнт тензочутливості об’ємного, поверхневого і зерномежового механізмів розсіювання електронів. В роботі здійснена апробація теоретичних моделей розмірного ефекту в електропровідності, температурному коефіцієнті опору та коефіцієнті тензочутливості багатошарових полікристалічних плівок. Показано, що урахування температурних і деформаційних ефектів у теоретичних моделях підвищує ступінь відповідності експериментальних і розрахункових значень температурного коефіцієнта опору та коефіцієнта тензочутливості, що відкриває можливість прогнозування електрофізичних властивостей плівкових систем та стабільності характеристик приладів з плівковими елементами. // Русск. версия: Диссертация посвящена решению задачи установления особенностей размерных эффектов в электрофизических свойствах пленочных систем на основе нанокристаллических (слои V, Cr или Ti) и высокодисперсных (слои Cu і Ni) пленок с различной взаимной растворимостью компонентов таких, как V и Ni, V и Cu, Cu и Cr а так же Ni и Ti. Проведенные в работе исследования фазового и элементного состава и електрофизических свойств оксидных пленок VOx, V2O3+ VOx, V2O3, дали возможность сделать вывод о целесообразности использования образцов V2O3 в качестве чувствительного элемента датчика критической температуры близкой 500 К, что на 100 К выше в сравнении с пленкой VO2. На основании обработки экспериментальных результатов о размерных зависимостях удельного сопротивления и ТКС в однослойных пленках, с использованием линеаризованной, изотропной и модели эффективной СДСП ТТП, были рассчитаны параметры електропереноса для пленок V, Cr, Ni, Cu и Ti и показано, что величина коэффициента зеркальности для нанокристаллических образцов V и Ti принимает минимальные значения (p<0,1). Проведенные в работе исследования фазового и элементного состава двухслойных образцов дали возможность установить, что в пленочных системах с низкой взаимной растворимостью (образцы на основе Cr и Cu, V и Cu), несмотря на существование зернограничной взаимной диффузии, наблюдается сохранение индивидуальности отдельных слоев, тогда как в системах Ni/(Ti или V) в результате термодиффузии происходит образование твердых растворов или интерметаллидов. Увеличение температуры и времени отжига образцов способствует распространению процессов фазообразования на всю пленочную систему. Важным етапом, при изучении електрофизических свойств пленочных образцов, есть установление температурного и деформационного влияния на удельное сопротивление, температурный коеффициент сопротивления, коеффициент тензочувствительности и параметры электропереноса пленочных материалов. Такие исследования требуют использования соответствующих теоретических моделей. На основании апробации соотношений модели Диммиха и макроскопической модели размерного эффекта в ТКС для многослойных металлических пленок установлено, что наилучшее соответствие расчетных и экспериментальных значений ТКС наблюдается в пленочных образцах на основе Cu и V, в которых сохраняется индивидуальность отдельных слоев. Результаты апробации полу-феноменологической модели ТКС, показали, что учет температурных эффектов в параметрах електропереноса уменьшает погрешность в сравнении с экспериментальными данными для пленочных образцов на основе Cu и V в среднем до 10%. Это актуально с позиций возможности прогнозирования електрофизических свойств пленочных систем, их компьютерного моделирования, а так же стабильности характеристик приборов с пленочными элементами. В работе экспериментально исследована размерная зависимость коэффициента продольной тензочувствительности однослойных пленок V, Ni, Ti, Cu и Cr и, на основе полученных результатов, осуществлено разделение вклада объемного, поверхностного и зернограничного рассеивания электронов в тензочувствительность образцов. Выяснено, что значение КТ зависит от эффективности проявления поверхностного или зернограничного рассеивания: в нанокристаллических пленках V и Ti γl больше чем в крупнокристаллических Cu и Ni в области толщин 10-40 нм. Апробация макроскопической модели размерного эффекта в тензочувствительности многослойных систем на основе V, Cr, Ni, Cu и Ti, дала возможность установить, что в образцах, где сохраняется индивидуальность отдельных слоев (на основе V и Cu, Cu и Cr) при их относительно малых толщинах (до 70нм) наблюдается качественное согласование экспериментальных данных с расчетными, в то время, как в образцах со значительной взаимной растворимостью (на основе V и Ni, Ni и Ti) этот показатель выше и существенно зависит от чистоты составляющих пленочной системы. Учет вклада деформационных коэффициентов параметров електро-переноса в тензочуствительность многослойных пленочных систем (на основе V, Cr, Ni, Cu и Ti) в рамках полу-феноменологической модели повышает согласованность экспериментальных и расчетных значений КТ в образцах на основе V и Cu и Cu и Cr до 20%, а на основе V и Ni и Ni и Ti до 37%, что позволяет использовать рабочее соотношение модели для прогнозирования тензорезистивних свойств образцов. Экспериментальное исследование температурной зависимости коэффициентов тензочувствительности однослойных пленок V, Cr, Ni, Cu и Ti, проведенное в интервале 300-500К, показ T.M. Grychanovska. Electrophysical Properties of Despersion Materials on the Basis of V, Ti, Cr, Cu, and Ni Films. - Manuscript. Thesis for a candidate’s degree of physical and mathematical science by speciality 01.04.07 – solid state physics.- Sumy State University, Sumy, 2007. The thesis is devoted to determination of the principles of size effects in the electrophysical properties of film systems with specific alternation of nanocrystalline layers and various mutual solubility of the components on the basis of the transient metals such as V and Ni, V and Cu, Cu and Cr as well as Ni and Ti. In the thesis the conditions of VOx (x≈1), V2O3+VOx, V2O3 and TiOx (x≈1) formation are studied and their oxides electrophysical properties are researched into. The temperature and deformation influence on the resistivity, the thermal coefficient of resistance (TCR), the coefficient of longitudinal deformation (CD) as well as the electron transfer parameters of film specimens are clarified. In the thesis, besides the above-mentioned effects, the influence of the crystallite dispersion degree on the electron transfer parameters of the single-layer specimens has been pointed out and calculation of influence of volume, surface and grain boundary methods of scattering of electrons on the resistivity, TCR and CD was performed. The approbation of the theoretical models of the size effects in the electrical conductivity, TCR and CD of multi-layer polycrystalline films was performed in the thesis. It was shown that taking into account the temperature and deformation effects in the theoretical models increases the degree of correlation of the experimental and calculated TCR and CD values that gives the opportunity of forecasting electrophysical properties of film systems and stability of the characteristics of the devices with film elements. Key words: size effects, phase formation, two-layer films, temperature coefficient of resistance, coefficient of deformation. |
|
| Publisher |
Сумський державний університет
|
|
| Date |
2010-12-15T12:22:05Z
2010-12-15T12:22:05Z 2008 |
|
| Type |
Synopsis
|
|
| Identifier |
Гричановська, Т. М. Електрофізичні властивості дисперсних матеріалів на основі плівок V, Ti, Cr, Cu та Ni [Текст] : автореферат... канд. фіз.-мат. наук, спец.: 01.04.07 - фізика твердого тіла / Т. М. Гричановська. - Суми : СумДУ, 2008. - 23 с.
http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/318 |
|
| Language |
uk
|
|