第八讲薄膜材料物理第三章金属薄膜的导电

会计学1第八讲薄膜材料物理第三章金属薄膜的导电电阻的温度系数约等于薄膜电阻率的温度系数：纯金属温度对电阻率的影响来自两个方面：式中是薄膜电阻率的温度系数第1页/共18页由于薄膜中的晶界、杂质和缺陷密度远大于块状材料，所以薄膜电阻率大于块材的，但薄膜电阻率的温度系数却小于块材的。薄膜（金属）可以用来制造热敏电阻器。下面求连续薄膜的电阻率温度系数由：第2页/共18页其中：第3页/共18页因为

所以有：第4页/共18页根据电阻率与电导率两者温度系数的关系：所以有：而：若薄膜表面为部分漫反射时：则第5页/共18页可见：表面散射使薄膜的电阻率大于块状的，但是，却使它的电阻率温度系数小于块材的。符合马提生定则：随着金属材料电阻率的增大，其温度系数减小。设基片受到一纵向拉力，则应变为：横向：2.连续薄膜的电阻应变系数根据电阻应变系数定义：纵向：第6页/共18页其厚度应变为：∴薄膜电阻的应变系数：第7页/共18页在纵向拉力作用下，薄膜的体积应变为：而式中：为体积压缩率第8页/共18页若薄膜在垂直电流方向受到一拉力时，电阻应变系数为：所以电阻应变系数与纵向拉力ρ的关系：第9页/共18页假若将定义为电阻的应力系数，式中一项通常为负，因为薄膜受力以后，可测纵向和横向应变系数之差为：则在纵向或横向应力下，均为：晶格振幅变小，电阻率下降。第10页/共18页结论：连续薄膜的电阻应变系数远小于岛状薄膜，对精密电阻，电阻应变系数非常重要。第11页/共18页

第四章薄膜的表面和界面在研究薄膜中，表面：固体和气体或真空的分界面界面:固体和固体的分界面几何表面：表面的几何分界面。物理表面：一个电子结构不同于内部的表面区域由于具体的材料不同，表面区的厚度有很大的差异薄膜的常用厚度为几十到几百nm.金属的表面区只有一.二个原子层；半导体的表面区，却有几个，甚至几千个原子层；电介质的表面区更厚。第12页/共18页§4.1表面双电层的表面势(1)金属表面的双电层和表面势晶体中原子排列的三维周期性在表面处突然中断，表面层中的原子可能发生重新排列→能量↓（表面能）第13页/共18页第14页/共18页金属中自由电子密度很高→屏蔽→金属表面处的电势分布近于一个单原子层如图。（∵电子的逸出功下降）钨表面吸附氧原子，表面电势升高钨表面吸附铯原子，表面电势降低——光电阴极材料

表面原子位能高，表面活性较大，易吸收外来原子，从而改变表面势能.影响电子的逸出功.第15页/共18页硅晶格在表面处突然终止，表面处硅原子有一个未成键的电子,即有一个未被饱和的建—称为悬挂键电子在悬挂键上的能态——表面态，处在禁带中，起电子陷阱作用.(2)半导体表面的双电层和表面势

体内电子被表面态捕获而在体内产生空穴，而表面原子得到一个稳定的八电子壳层带有负电荷，它与体内空穴形成双电层.第16页/共18页若表面态能级在导带底附近→施主型若表面态能级在价带顶附近→受主型表面态使表面层带有过剩电荷，因而在表面层下产生异种电荷的聚集层，耗尽层，反型空间电荷层，例如：①表面层带有正过剩电荷电子聚集在空间电荷层→