第八講薄膜材料物理第三章金屬薄膜的導(dǎo)電

會計學(xué)1第八講薄膜材料物理第三章金屬薄膜的導(dǎo)電電阻的溫度系數(shù)約等于薄膜電阻率的溫度系數(shù)：純金屬溫度對電阻率的影響來自兩個方面：式中是薄膜電阻率的溫度系數(shù)第1頁/共18頁由于薄膜中的晶界、雜質(zhì)和缺陷密度遠(yuǎn)大于塊狀材料，所以薄膜電阻率大于塊材的，但薄膜電阻率的溫度系數(shù)卻小于塊材的。薄膜（金屬）可以用來制造熱敏電阻器。下面求連續(xù)薄膜的電阻率溫度系數(shù)由：第2頁/共18頁其中：第3頁/共18頁因為

所以有：第4頁/共18頁根據(jù)電阻率與電導(dǎo)率兩者溫度系數(shù)的關(guān)系：所以有：而：若薄膜表面為部分漫反射時：則第5頁/共18頁可見：表面散射使薄膜的電阻率大于塊狀的，但是，卻使它的電阻率溫度系數(shù)小于塊材的。符合馬提生定則：隨著金屬材料電阻率的增大，其溫度系數(shù)減小。設(shè)基片受到一縱向拉力，則應(yīng)變?yōu)椋簷M向：2.連續(xù)薄膜的電阻應(yīng)變系數(shù)根據(jù)電阻應(yīng)變系數(shù)定義：縱向：第6頁/共18頁其厚度應(yīng)變?yōu)椋骸啾∧る娮璧膽?yīng)變系數(shù)：第7頁/共18頁在縱向拉力作用下，薄膜的體積應(yīng)變?yōu)椋憾街校簽轶w積壓縮率第8頁/共18頁若薄膜在垂直電流方向受到一拉力時，電阻應(yīng)變系數(shù)為：所以電阻應(yīng)變系數(shù)與縱向拉力ρ的關(guān)系：第9頁/共18頁假若將定義為電阻的應(yīng)力系數(shù)，式中一項通常為負(fù)，因為薄膜受力以后，可測縱向和橫向應(yīng)變系數(shù)之差為：則在縱向或橫向應(yīng)力下，均為：晶格振幅變小，電阻率下降。第10頁/共18頁結(jié)論：連續(xù)薄膜的電阻應(yīng)變系數(shù)遠(yuǎn)小于島狀薄膜，對精密電阻，電阻應(yīng)變系數(shù)非常重要。第11頁/共18頁

第四章薄膜的表面和界面在研究薄膜中，表面：固體和氣體或真空的分界面界面:固體和固體的分界面幾何表面：表面的幾何分界面。物理表面：一個電子結(jié)構(gòu)不同于內(nèi)部的表面區(qū)域由于具體的材料不同，表面區(qū)的厚度有很大的差異薄膜的常用厚度為幾十到幾百nm.金屬的表面區(qū)只有一.二個原子層；半導(dǎo)體的表面區(qū)，卻有幾個，甚至幾千個原子層；電介質(zhì)的表面區(qū)更厚。第12頁/共18頁§4.1表面雙電層的表面勢(1)金屬表面的雙電層和表面勢晶體中原子排列的三維周期性在表面處突然中斷，表面層中的原子可能發(fā)生重新排列→能量↓（表面能）第13頁/共18頁第14頁/共18頁金屬中自由電子密度很高→屏蔽→金屬表面處的電勢分布近于一個單原子層如圖。（∵電子的逸出功下降）鎢表面吸附氧原子，表面電勢升高鎢表面吸附銫原子，表面電勢降低——光電陰極材料

表面原子位能高，表面活性較大，易吸收外來原子，從而改變表面勢能.影響電子的逸出功.第15頁/共18頁硅晶格在表面處突然終止，表面處硅原子有一個未成鍵的電子,即有一個未被飽和的建—稱為懸掛鍵電子在懸掛鍵上的能態(tài)——表面態(tài)，處在禁帶中，起電子陷阱作用.(2)半導(dǎo)體表面的雙電層和表面勢

體內(nèi)電子被表面態(tài)捕獲而在體內(nèi)產(chǎn)生空穴，而表面原子得到一個穩(wěn)定的八電子殼層帶有負(fù)電荷，它與體內(nèi)空穴形成雙電層.第16頁/共18頁若表面態(tài)能級在導(dǎo)帶底附近→施主型若表面態(tài)能級在價帶頂附近→受主型表面態(tài)使表面層帶有過剩電荷，因而在表面層下產(chǎn)生異種電荷的聚集層，耗盡層，反型空間電荷層，例如：①表面層帶有正過剩電荷電子聚集在空間電荷層→