Випуски УФМ »  Том 11, випуск 4

Кінетичні розмірні ефекти у багатошарових плівках з полікристалічною структурою

А. Г. Басов$^{1}$, Ю. О. Шкурдода$^{2}$, Л. В. Дехтярук$^{3}$, А. М. Чорноус$^{1}$

$^1$Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна
$^2$Сумський державний педагогічний університет ім. А.С. Макаренка, вул. Роменська, 87, 40002 Суми, Україна
$^3$Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, вул. Сумська, 40, 61002 Харків, Україна

Отримана: 27.10.2010. Завантажити: PDF

В огляді систематизовано результати теоретичних та експериментальних досліджень транспортних розмірних ефектів у багатошарових плівках (БП) з полікристалічною структурою, кінетичні характеристики яких суттєво відрізняються від відповідних характеристик масивних металів і тонких металевих плівок. Основною причиною такої відмінности є взаємодія носіїв заряду з інтерфейсами та з міжкристалітними межами мультишару. Зазначена взаємодія призводить до додаткового розсіяння електронів, і числові значення транспортних коефіцієнтів БП можуть бути як значно більшими, так і меншими у порівнянні з відповідними коефіцієнтами для однорідних одношарових плівок, з яких складається мультишар, а їх розмірні залежності є немонотонними. Розглянуті в огляді кінетичні ефекти можуть бути використані не лише для аналізи електронного транспорту у полікристалічних мультишарах, а й у багатошарових плівках з монокристалічною структурою, а з врахуванням формальної відповідности між мультишаром та двошаровою плівкою – і у двошаровій плівці з моно- та полікристалічними структурами.

Ключові слова: багатошарова полікристалічна плівка, магнетоопір, провідність, теплопровідність, температурний коефіцієнт опору, коефіцієнти поперечної та поздовжньої тензочутливостей, модифікований модель Маядаса і Шацкеса, внутрішній розмірний ефект, параметри дзеркальности.

PACS: 68.55.jd, 68.65.Ac, 72.10.Fk, 72.15.Lh, 73.40.Jn, 73.50.Bk, 73.50.Jt

Citation: A. G. Basov, Yu. O. Shkurdoda, L. V. Dekhtyaruk, and A. M. Chornous, Kinetic Size Effects in Multilayer Films with a Polycrystalline Structure, Usp. Fiz. Met., 11, No. 4: 461—508 (2010) (in Ukrainian), doi: 10.15407/ufm.11.04.461

Цитована література (103)  
  1. I. Stone, Phys. Rev., 6, No. 1: 1 (1898).
  2. J. Patterson, Proc. Cambridge Phil. Soc., 11: 118 (1901).
  3. J. J. Thomson, Proc. Cambridge Phil. Soc., 11: 120 (1901).
  4. A. C. B. Lovell, Proc. Roy. Soc., A157: 311 (1936). Crossref
  5. A. C. B. Lovell, Proc. Roy. Soc., A166: 270 (1938). Crossref
  6. K. Fuchs, Cambridge Phil. Soc., A34, No. 1: 100 (1938). Crossref
  7. M. S. P. Lucas, J. Appl. Phys., 36, No. 5: 1632 (1965). Crossref
  8. H. J. Juretschke, J. Appl. Phys., 37, No.1: 435 (1966). Crossref
  9. R. B. Dingle, Proc. Roy. Soc., A201, No. 1073: 545 (1950). Crossref
  10. Э. В. Завитаев, А. А. Юшканов, ЖЭТФ, 130, вып. 5 (11): 887 (2006).
  11. D. K. Mac-Donald and Sarginson, Proc. Roy. Soc., A201, No. 1073: 223 (1950). Crossref
  12. E. Ditlefsen and J. Lothe, Phil. Mag., 14, No. 130: 759 (1966). Crossref
  13. Э. В. Завитаев, А. А. Юшканов, ЖЭТФ, 129, вып. 5 (11): 938 (2006).
  14. В. В. Бойко, А. П. Кащин, М. З. Максимов и др., Укр. физ. ж., 41, № 1: 63 (1996).
  15. A. F. Mayadas and M. Shatzkes, Phys. Rev. B, 1, No. 4: 1382 (1970). Crossref
  16. A. M. Ghodgaonkar and K. Ramani, Phys. Status Solidi A, 73, No. 1: K21 (1982). Crossref
  17. О. А. Білоус, Л. В. Дехтярук, А. М. Чорноус, Металлофиз. новейшие технол., 23, № 1: 43 (2001).
  18. А. Г. Басов, Л. В. Дехтярук, Ю. О. Шкурдода, А. М. Чорноус, Ж. нано- та електронної фізики, 2, № 2: 6 (2010).
  19. О. А. Білоус, Л. В. Дехтярук, С. І. Проценко, А. М. Чорноус, Вісник СумДУ. Сер. Фізика, математика, механіка, № 3 (24)–4 (25): 67 (2001).
  20. Л. В. Дехтярук, Є. О. Забіла, С. І. Проценко, А. М. Чорноус, Металлофиз. новейшие технол., 26, № 10: 1333 (2004).
  21. А. Г. Басов, Ю. О. Шкурдода, Л. В. Дехтярук, Наук. вісник Ужгород. у-ту. Сер. Фізика, 28: 14 (2010).
  22. F. Warkusz, Electrocomponent Science and Technology, 5, No. 3: 197 (1978). Crossref
  23. F. Warkusz, Progr. Surf. Sci., 10: 287 (1980). Crossref
  24. F. Warkusz, Acta Phys. Pol., A54, No. 1: 31 (1978).
  25. C. R. Pichard, A. J. Tosser, and C. R. Tellier, J. Mater. Sci., 16, No. 4: 451 (1981). Crossref
  26. C. R. Tellier and A. J. Tosser, Thin Solid Films, 70, No. 3: 225 (1980). Crossref
  27. C. R. Tellier, C. R. Pichard, and A. J. Tosser, Thin Solid Films, 76, No. 2: 129 (1981). Crossref
  28. C. R. Pichard, C. R. Tellier, and A. J. Tosser, Phys. Status Solidi A, 65, No. 1: 327 (1981). Crossref
  29. C. R. Pichard, C. R. Tellier, and A. J. Tosser, J. Mater. Scien., 15, No. 9: 2236 (1980). Crossref
  30. C. R. Tellier and A. J. Tosser, Size Effects in Thin Films (Amsterdam–Oxford–New York: ESPC: 1982).
  31. C. R. Pichard, C. R. Tellier, and A. J. Tosser, Thin Solid Films, 62, No. 2: 189 (1979). Crossref
  32. C. R. Tellier, C. R. Pichard, and F. J. Tosser, J. Mater. Sci., 16, No. 8: 2281 (1981). Crossref
  33. Д. М. Фреїк, Я. П. Салій, М. Е. Калинюк, Укр. фіз. ж., 45, № 11: 1375 (2000).
  34. R. L. Petritz, Phys. Rev., 116, No. 6: 1254 (1958). Crossref
  35. M. S. P. Lucas, Appl. Phys. Lett., 4, No. 4: 73 (1964). Crossref
  36. G. Bergmann, Phys. Rev. Lett., 41, No. 23: 1619 (1978). Crossref
  37. G. Bergmann, Phys. Rev. B, 19, No. 8: 3933 (1979). Crossref
  38. J. W. C. de Vries, Sol. State Commun., 65, No. 3: 201 (1988). Crossref
  39. Ю. О. Шкурдода, В. Б. Лобода, Л. В. Дехтярук, Металлофиз. новейшие технол., 30, № 3: 295 (2008).
  40. P. F. Carcia and A. Suna, J. Appl. Phys., 54, No. 4: 2000 (1983). Crossref
  41. Metallic Superlattices. (Eds. T. Shinjo and T. Takada) (Elsevier Scientific Publishing Company: 1987).
  42. B. Y. Jin and J. B. Ketterson, Adv. Phys., 38, No. 3: 189 (1989). Crossref
  43. V. Bezak, M. Kedro, and A. Pevala, Thin Solid Films, 23, No. 3: 305 (1974). Crossref
  44. М. И. Каганов, В. Б. Фикс, ЖЭТФ, 73, вып. 2 (8): 753 (1977).
  45. В. В. Устинов, ФММ, 49, вып. 1: 31 (1980).
  46. Л. В. Дехтярук, І. Ю. Проценко, А. М. Чорноус, Успехи физ. мет., 8, № 1: 21 (2007).
  47. R. Dimmich and F. Warkusz, Thin Solid Films, 109, No. 2: 103 (1983). Crossref
  48. F. Khater, Acta Phys. Slov., 33, No. 1: 43 (1983).
  49. M. El-Hiti and M. A. Ahmed, Phys. Status Solidi A, 114, No. 3: 185 (1989).
  50. Л. В. Дехтярук, Ю. А. Колесниченко, Физ. низ. температур, 19, № 9: 1013 (1993).
  51. Ю. А. Колесниченко, Низкотемпературные кинетические эффекты в неоднородных металлических системах (Автореферат диссертации … д-ра физ.-мат. н.; 01.04.07) (Харьков: Физико-технический институт низких температур НАН Украины: 1991).
  52. А. М. Чорноус, Розмірні ефекти в електрофізичних властивостях нанокристалічних плівкових систем в умовах взаємної дифузії та фазоутворення (Автореферат дисертації … д-ра фіз.-мат. н.; 01.04.07) (Суми: Сумський державний університет: 2006).
  53. Л. В. Дехтярук, Електронні транспортні ефекти у багатошарових плівкових системах (Автореферат дисертації … д-ра фіз.-мат. н.; 01.04.07) (Суми: Сумський державний університет: 2008).
  54. С. І. Проценко, Вплив температурної і деформаційної залежності параметрів електроперенесення на електрофізичні властивості багатошарових плівок на основі Cr, Cu і Sc(Co) (Автореферат дисертації ... канд. фіз.-мат. н.; 01.04.07) (Харків: Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна: 2004).
  55. А. В. Латышев, А. А. Юшканов, Физ. мет. металловед., 103, № 1: 26 (2007).
  56. Chu-Xing Chen, Appl.Phys., A40, No. 1: 37 (1986). Crossref
  57. F. Khater and A. Seoud, J. Appl. Phys., 64, No. 5: 2495 (1988). Crossref
  58. Chu-Xing Chen, Appl. Phys., A42, No. 2: 145 (1987). Crossref
  59. R. Dimmich, J. Phys. F: Met. Phys., 15: 2477(1985). Crossref
  60. Л. В. Дехтярук, Ю. О. Колесніченко, Укр. фіз. ж., 42, № 9: 1094 (1997).
  61. Е. А. Кравцов, В. И. Окулов, В. В. Устинов, Физ. мет. металловед., 77, вып. 1: 5 (1994).
  62. E. H. Sondheimer, Phys. Rev., 80, No. 3: 401 (1950). Crossref
  63. В. Л. Гуревич, ЖЭТФ, 35, вып. 3 (9): 668 (1958).
  64. О. В. Кириченко, В. Г. Песчанский, С. Н. Савельева, ЖЭТФ, 67, вып. 4 (10): 1451 (1974).
  65. В. Г. Песчанский, Физ. мет. металловед., 64, вып. 1: 5 (1987).
  66. O. A. Panchenko, P. P. Lutsishin, and S. V. Sologub, Progr. Surf. Sci., 69, No. 7–8: 193 (2002). Crossref
  67. О. А. Панченко, С. В. Сологуб, Физ. и химия тверд. тела, 4, № 1: 7 (2003).
  68. Q. G. Zang, B. Y. Cao, X. Zang et al., Phys. Rev. B, 74, No. 13: 134109 (2006). Crossref
  69. Q. G. Zang, X. Zang, B. Y. Cao et al., Appl. Phys. Lett., 89, No. 11: 114102 (2006). Crossref
  70. C. Durkan and V. E. Welland, Phys. Rev. B, 61, No. 20: 14215 (2000). Crossref
  71. Ю. А. Волков, Р. П. Волкова, Физ. тверд. тела, 37, вып. 12: 3687 (1995).
  72. В. И. Верченко, В. И. Гришаев, Л. В. Дехтярук, Ю. А. Колесниченко, Т. Д. Шермергор, Физ. мет. металловед., 69, вып. 4: 102 (1990).
  73. И. Е. Проценко, Изв. вузов. Физика, 31, № 6: 42 (1988).
  74. L. V. Dekhtyaruk, Central Europ. J. Phys., 5, No. 1: 91 (2004).
  75. Л. В. Дехтярук, Изв. вузов. Физика, 50, № 7: 26 (2007).
  76. Л. В. Дехтярук, Вісник СумДУ. Сер. Фізика, математика, механіка, № 9 (93): 71 (2006).
  77. Л. В. Дехтярук, Физ. и химия тверд. тела, 9, № 4: 749 (2006).
  78. A. Chornous, L. Dekhtyaruk, M. Marszalek, and I. Protsenko, Cryst. Res. Technol., 41, No. 4: 388 (2006). Crossref
  79. L. V. Dekhtyaruk, S. I. Protsenko, A. M. Chornous, and I. O. Shpetnyi, Ukr. J. Phys., 49, No. 6: 587 (2004).
  80. О. В. Кириченко, Ю. А. Колесниченко, Физ. низ. температур, 8, № 3: 276 (1982).
  81. А. Найфе, Введение в методы возмущения (Москва: Мир: 1984).
  82. A. B. Pippard, Proc. Roy. Soc., 224, No. 1157: 273 (1954). Crossref
  83. Г. В. Самсонов, Физико-химические свойства элементов (Киев: Наукова думка: 1965).
  84. А. Г. Басов, А. О. Степаненко, А. М. Чорноус, Вісник СумДУ. Сер. Фізика, математика, механіка, № 8: 170 (2005).
  85. Ю. М. Овчаренко, Н. М. Опанасюк, І. Ю. Проценко, А. М. Чорноус, Укр. фіз. ж., 42, № 7: 826 (1997).
  86. І. Ю. Проценко, О. В. Шовкопляс, Ю. М. Овчаренко, А. М. Чорноус, Журнал фізичних досліджень, 2, № 1: 105 (1998).
  87. В. Б. Лобода, И. Е. Проценко, М. Д. Смолин, Металлофизика, 5, № 5: 69 (1983).
  88. E. I. Tochitskii and N. M. Belyvskii, Phys. Status Solidi A, 61, No. 1: K21 (1980). Crossref
  89. К. Л. Чопра, Электрические явления в тонких пленках (Москва: Мир: 1972).
  90. Л. В. Дехтярук, М. Маршалек, И. Е. Проценко, А. Н. Чорноус, Физ. инж. поверхн., 2, № 1: 130 (2004).
  91. Диаграммы состояния двойных металлических систем: в 2-х т. (Ред. Н. П. Лякишев) (Москва: Машиностроение: 1997).
  92. И. Е. Проценко, А. Н. Чорноус, О. В. Шовкопляс, ВАНТ. Сер. Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники, 2 (3)–3 (4): 102 (1998).
  93. И. Е. Проценко, А. Н. Чорноус, В. А. Хворост, Тонкие пленки в оптике и электронике (Харьков: ННЦ ХФТИ: 2002).
  94. С. І. Проценко, А. М. Чорноус, Металлофиз. новейшие технол., 25, № 5: 587 (2003).
  95. Н. П. Клокова, Тензорезисторы (Москва: Машиностроение: 1990).
  96. З. Г. Мейксин, Несплошные керментные пленки (Москва: Мир: 1978).
  97. Д. В. Великодний, Т. М. Гричановська, Л. В. Однодворець та ін., Вісник СумДУ. Сер. Фізика, математика, механіка, № 1: 5 (2007).
  98. G. C. Kuczynski, Phys. Rev., 94, No. 1: 61 (1954). Crossref
  99. A. М. Chornous, N. М. Opanasyuk, A. D. Pogrebnjak et al., Jpn. J. Appl. Phys., 39, No. 12В: L1320 (2000). Crossref
  100. Є. О. Забіла, Л. В. Однодворець, C. І. Проценко та ін. Вісник СумДУ. Сер. Фізика, математика, механіка, № 8 (54): 71 (2003).
  101. S. U. Jen, C. C. Yu, C. H. Liu et al., Thin Solid Films, 434: 316 (2003). Crossref
  102. K. Rajanna and M. V. Nayak, Mat. Sci. Eng. B, 77: 288 (2000). Crossref
  103. O. B. Lasyuchenko, I. Yu. Protsenko, and A. M. Chornous, Functional Materials, 6, № 5: 880 (1999).

© 2013–2018 «ІМФ НАН України»