298. Проценко Сергій Іванович. Вплив температурної і деформаційної залежності параметрів електроперенесення на електрофізичні властивості багатошарових плівок на основі Cr, Cu і Sc(Co): дис... канд. фіз.-мат. наук: 01.04.07 / Харківський національний ун-т ім. В.Н.Каразіна. - Х., 2004.
Анотація до роботи:
Проценко С.І. Вплив температурної і деформаційної залежності параметрів електроперенесення на електрофізичні властивості багатошарових плівок на основі Cr, Cu і Sc (Co). - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07-фізика твердого тіла.- Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, Харків, 2004.
Дисертація присвячена теоретичному і експериментальному дослідженню електрофізичних властивостей (термічний коефіцієнт опору (ТКО) і коефіцієнт поздовжньої тензочутливості (КТ)) одно-, дво- і тришарових плівкових систем на основі Cr, Cu і Sc (Со).
Запропоновані напівкласичні моделі ТКО і КТ для двошарових плівок, які задовільно узгоджуються з експериментальними результатами. Більш ефективними виявилися напівфеноменологічні моделі для багатошарових плівкових систем, які враховують температурну або деформаційну залежність не тільки середньої довжини вільного пробігу електронів, але і коефіцієнтів дзеркальності, проходження межі зерен і межі поділу шарів. Апробація моделей здійснена на дво- і тришарових системах, в яких згідно з даними ВІМС, ЕОС і АСМ зберігається індивідуальність шарів.
Проаналізовані питання про внесок об’ємного, поверхневого і зерномежового розсіювання у величину ТКО та про температурну залежність КТ.
У дисертаційній роботі розв'язана задача стосовно встановлення особливостей електрофізичних властивостей і, зокрема, термічного коефіцієнта опору і коефіцієнта тензочутливості багатошарових плівок на основі Cr, Cu і Sc (Co) та з’ясована суть тих фізичних процесів у них, які визначають температурну і деформаційну залежність коефіцієнтів дзеркальності поверхні плівки, проходження межі зерна і межі поділу окремих шарів, і їх внеску у величину ТКО і КТ. У дисертаційній роботі були розв'язані поставлені задачі і отримані такі наукові і практичні результати:
Методами електронної та атомно-силової мікроскопії, електронографії, оже-спектроскопії та вторинно-іонної мас-спектрометрії проведені дослідження структурно-фазового стану двошарових плівок як складових тришарових систем на основі Cr, Cu і Sc (Со) та ступеня збереження індивідуальності окремих шарів:
різні варіанти двошарових плівок у невідпаленому чи відпаленому стані на основі Cr, Cu і Sc; Cr і Со та Cu і Со (до 600 К) можна розглядати як біпластини, хоча в результаті зерномежової дифузії має місце певне перемішування елементів (згідно з ЕОС довжина дифузійного пробігу атомів – до 10 нм);
аналогічне збереження індивідуальності і перемішування елементів має місце у тришарових плівкових системах, що є методичним підґрунтям для апробації теоретичних моделей електрофізичних властивостей, які не враховують дифузійні процеси;
при температурах відпалювання Тв>600 К у плівках Co/Cu утворюється метастабільний b- твердий розчин (Cu-Со) на основі Cu, який при охолодженні до Т<600 К частково розпадається із виділенням частинок гексагонального Со.
Здійснено подальший розвиток теоретичних моделей для електрофізичних властивостей (ТКО і КТ) багатошарових плівкових систем:
запропонована методика розрахунку величини ТКО двошарових плівок на основі макроскопічного апроксимаційного співвідношення моделі Р. Дімміха, яке дозволяє врахувати вплив на функцію Фукса параметра провідності, пов’язаного із ефективними масами електронів і СДВП першого і другого шарів;
розроблені напівкласичні моделі для ТКО (альтернативна моделі Р. Дімміха) і КТ багатошарових плівкових систем;
розроблена напівфеноменологічна модель для ТКО багатошарових плівкових систем, що враховує температурні ефекти, тобто залежність від температури коефіцієнтів дзеркальності, проходження межі зерен та межі поділу шарів;
для кількісної характеристики температурних і деформаційних ефектів у параметрах електроперенесення вперше введені до розгляду температурні ( і ) та деформаційні ( і ) коефіцієнти, а також запропонована методика їх визначення, виходячи із експериментальних розмірних залежностей ТКО або КТ при двох різних температурах чи деформаціях відповідно;
отримано відкориговане співвідношення напівфеноменологічної моделі із урахуванням деформаційних ефектів для параметрів p, r і Q, в якому більш правильно враховано поверхневе і зерномежове розсіювання електронів;
установлено, що узгодженість експериментальних і розрахункових даних покращується при переході від моделі Р.Дімміха до апроксимаційного співвідношення, напівкласичних і напівфеноменологічних моделей; зокрема, в останньому випадку ступінь відповідності знаходиться в межах =±(20-22)% і =±(3-19)% (системи на основі Cu і Sc) та ±(0,5-36)% і ±(25-27)% (системи на основі Cr і Cu) відповідно.
Вперше отримані співвідношення, що дозволяють розраховувати внесок у питомий опір і ТКО плівки об’ємного, поверхневого та зерномежового розсіювання електронів; отримано, що поверхневе розсіювання при малих товщинах (плівки Cr, Ni, Re) може давати від’ємний внесок у загальну величину ТКО, що можна пояснити зменшенням коефіцієнта дзеркальності при збільшенні температури.
Проаналізовано питання про температурну залежність КТ у дисперсних плівкових матеріалах і установлені умови, за яких КТ збільшується або зменшується при нагріванні зразків.
Розроблена методика комп’ютерного моделювання терморезистивних і тензорезистивних властивостей тришарових плівкових систем у вигляді тривимірних діаграм b(gl)-dі-dk при фіксованій товщині (dj) одного із шарів; запропонований чутливий елемент тензодатчика у вигляді багатошарової наноструктурної плівкової системи на основі Cr, Co і Ni.
Публікації автора:
Однодворец Л.В., Проценко С.И., Салтыкова А.И. Электрофизические свойства двухслойных пленок Cu/Cr в условиях взаимной диффузии атомов // Металлофиз. новейшие технол. – 1999. – Т.21, № 8. – С.71-74.
Проценко С.И., Чорноус А.Н. Методика разделения вклада зернограничного и поверхностного рассеяния в величину удельного сопротивления и ТКС металлических плёнок // ВАНТ. Серия Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники. – 1999. – Вып. 2(10). – С.107-109.
Однодворець Л.В., Проценко С.І., Чорноус А.М. Про можливість макроскопічної апроксимації мікроскопічної моделі Р.Дімміха // Вісник СумДУ. Серія Природознавчі науки. – 1999. - №2. – С.18-21.
Розмірні ефекти в термічному коефіцієнті опору та коефіцієнті розсіювання електронів на межі зерен у тонких металевих плівках / О.А.Білоус, Л.В.Дехтярук, С.І.Проценко, А.М. Чорноус // Вісник СумДУ. Серія Фізика, математика, механіка. – 2001. - №3-4. – С.67-73.
Проценко С.И., Токмань В.В., Чорноус А.Н. Формирование многослойных пленочных структур с отрицательным ТКС и увеличенным коэффициентом тензочувствительности // Вестник ВГТУ. Серия: Материаловедение. – 2002.- Вып.11. – С.17-19.
Проценко С.І. Про температурну залежність коефіцієнтів поздовжньої і поперечної тензочутливості металевих плівок // ФХТТ. – 2002. – Т.3,№3. – С.401-403.
Проценко С.І., Чорноус А.М. Дослідження і прогнозування тензорезистивних властивостей плівкових систем на основі Cr, Cu і Sc // Металлофиз. новейшие технол. – 2003. - Т.25, №5. – С.587-601.
Вплив розсіювання електронів на міжфазній межі на величину коефіцієнта тензочутливості металевих плівок / Є.О.Забіла, Л.В.Однодворець, С.І. Проценко, А.М.Чорноус // Вісник СумДУ. Серія Фізика, математика, механіка. – 2003. - №8. – С.71-78.
Проценко С.І., Чорноус А.М. Температурні ефекти в термічному коефіцієнті опору багатошарових плівкових систем // Вісник СумДУ. Серія Фізика, математика, механіка. – 2003. - №10. – С.43-51.
Conductivity and the temperature coefficient of resistance of two-layer polycrystalline films / L.V.Dekhtyaruk, S.I.Protcenko, A.M.Chornous, I.O Shpetnyi // Ukr. J. Phys. – 2004. – V.49, №6. – P.587-597.
Маршалек М., Проценко С.И., Чорноус А.Н. Структурно-фазовое состояние двухслойных пленок Сo/Cu и Co/Cr // Тонкие пленки в оптике и электронике // Сборник докладов 15-го Международного симпозиума. – Харьков: ННЦ «ХФТИ», 2003. – С.205-208.
Проценко С.И. Температурные и деформационные эффекты в параметрах электропереноса металлических пленок // Тезисы докладов научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов. – Сумы: СумГУ, 2001. – С.130-131.
Дехтярук Л.В., Проценко С.І., Чорноус А.М. Температурний коефіцієнт опору двошарової металевої полікристалічної плівки // Матеріали Міжнародної конференції з фізики і хімії тонких плівок. – Івано-Франківськ: ПрУ, 2001. – С.256.
Проценко С.І. Зерномежова дифузія атомів у наноплівковій системі Cr/Cu/Cr // Зб. тез Всеукраїнської конференції ЕВРИКА-2003. – Львів: ЛНУ, 2003. – С.40.
Маршалек М., Приходько І., Проценко С. Особливості фазового стану двошарових плівок Сo/Cu // Матеріали IX Міжнародної конференції з технологій і фізики тонких плівок. Травень, 2003. – Івано-Франківськ: ПрУ, 2003. – С.94-96.
