Удельное сопротивление металических сплавов. Сопротивление тонких металлических плёнок, страница 2

Тонкоплёночные резисторы изготовляют из тугоплавких металлов (Wo, Mo, Tn, Re, Cr). Поверхностное сопротивление таких плёнок 500-1000 ом/кв.

Механические свойства проводников.

Основными характеристиками механических свойст проводников являются:

·  предел прочности s_r =s_пч=s (Е) т.е. максимально допустимое напряжение

·  относительное удлинение при разрыве , соответствует s_r

·  Значениями хрупкости, твёрдости и т.д.

Механические и термические свойства зависят от наличия примесей и применяемой термической обработки.

Теплопроводность металлов.

Основной вклад в теплопроводность металлов дают свободные электроны, так как коэффициент теплопроводности λ _эл>>λ_{решетки.} При комнатной температуре выполняется закон Видемана-Франца-Лорентца

   2.45!!!!

Экспериментально полученные значения L₀ близки к предсказанным теорией:  

Cu-2.45       Al-2.11        Pb-2.5         Fe-2.19  (10^-8В²/К²)

При температурах ниже комнатной коэффициент теплопроводности меняется в зависимости от температуры.

Тепловое расширение.

Для характеристики теплового расширения вводят температурный коэффициент линейного расширения.

Данная характеристика важна с точки зрения работы сопряжённых материалов. Зная их  возможно заранее предсказать растрескивание или нарушение вакуумных соединении при контакте металла с керамикой, стеклом и др. материалами, обусловленное изменением температуры.  Температурный коэффициент сопротивления образца

у чистых металлов >>  и » . Для термостабильных сплавов с малым  и значительным  такое приближение неприменимо. Температурный коэффициент линейного расширения значительно увеличивается при температурах близких к температурам плавления. У тугоплавких металлов <.

Термо ЭДС.

При контакте металлов, характеризуемых различным значением энергии Ферми Е_F, на контакте появляется разность потенциалов, для установления которой необходимо время  порядка 10^-6 сек.

Если поддерживать контакты при разной температуре в замкнутой цепи возникает ток, а при ее разрыве  -  термо-ЭДС.

, где a_T – относительная удельная термоЭДС.

Вклад в термо-ЭДС дают следующие процессы:

·  различная зависимость Е_F(T) в контактах металлов

·  диффузия носителей заряда от горячих спаев к холодным,  происходящая благодаря повышенной энергии горячих электронов

·  увлечение электронов к холодному концу фононами. В материалах существует поток фононов к более холодному концу, рассеиваясь на котором электроны приобретают выделенное направление движения.

Все вклады определяются относительно небольшой частью электронов,  расположенных  вблизи уровня Ферми (расстояние »К_БТ), поэтому удельная термо-ЭДС металлов не велика.

При комнатной температуре отношение  имеет значение порядка 10^-3 и  составляет несколько мкВ/К.

Увеличения термо-ЭДС добиваются используя металлические сплавы со сложной зонной структурой. Конструкция из готовых проводов с различной энергией Ферми применяется для измерения температуры. В процессе измерения стабилизируется температура одного конца, другой конец в помещается в зону измерения температуры. В однородном проводнике при наличие градиента температур также возникает разность потенциалов вследствие зависимости E_F(T) и теплового движения электронов и фононов, которая пропорциональна проводника, называемой абсолютной удельной термо-ЭДС.