Рис.4. Зависимость удельного сопротивления плёнки от толщины: I – гранулярная структура плёнки; II – сплошная структура; III – большое количество дефектов по сравнению с толщиной плёнки; 1-1' – теоретические кривые; 2 – теоретическая кривая для массивного материала (толстой плёнки); 3 – экспериментальная кривая.
Это объясняется тем, что длинна свободного пробега электронов в плёнке оказывается меньше, чем в массивном материале, так как электроны плёнки испытывают дополнительные столкновения с границами поверхностей.
Проводимость сплошных металлических пленок подчиняется закономерностям, присущим процессам токопереноса в массивных образцах. Удельная электропроводность последних пропорциональна длине свободного пробега:
, (7)
где e – заряд электрона; n – концентрация свободных носителей заряда в единичном объёме; средняя длинна свободного пробега электрона; m – масса электрона; средняя скорость теплового движения электронов.
Особенностью процессов токопереноса в тонких плёнках, в отличие от массивных образцов, является размерным эффект. Он может проявлться в различных вариантах:
а) ограничивая эффективную длину свободного пробега носителей (электронов) вследствие геометрических ограничений, носимых поверхностями раздела (внешней поверхностью, границей подложка-плёнка и внутренними границами зёрен и фаз); в этом случае имеет место классический размерный эффект;
б) через изменение морфологии плёнки при уменьшении его эффективной толщины (переход к островковым структурам); в этом случае происходит весьма существенные качественные изменения: меняется характер и механизм проводимости;
в) при толщинах плёнки, сравнимых с дебройлевской длинной волны наблюдается квантовый размерный эффект.
Теория даёт сложную зависимость между удельным сопротивлением плёнки и её толщиной. Однако зависимость существенно упрощается для двух крайних случаев, когда толщина плёнки h значительно меньше или значительно больше длинны свободного пробега электрона.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.