Материаловедение и материалы электронных средств. Фролова Т.Н. - 5 стр.

UptoLike

Составители: 

5
Влияние примесей и структурных дефектов на удельное сопро-
тивление.
Примеси и структурные дефекты увеличивают удельное сопро-
тивление металлов. В соответствии с правилом Маттиссена
т ocт
ρ
=
ρ
+
ρ
, Ом·м, (1.8)
где ρ
т
удельное электрическое сопротивление, обусловленное рассеянием
электронов на тепловых колебаниях узлов кристаллической решетки;
Ом·м, ρ
ост
= ρ
пр
+ ρ
деф
остаточное удельное сопротивление, Ом·м, обу-
словленное рассеянием электронов на статических дефектах структуры:
примесных атомах (ρ
пр
) и собственных дефектах структуры (ρ
деф
). Наибо-
лее существенный вклад в остаточное сопротивление вносит рассеяние на
примесях. При малом содержании примесей удельное сопротивление воз-
растает пропорционально концентрации примесных атомов. Кроме приме-
сей некоторый вклад в остаточное сопротивление вносят собственные де-
фекты структурывакансии, атомы внедрения, дислокации, границы зе-
рен. Остаточное сопротивление представляет собой характеристику хими-
ческой
чистоты и структурного совершенства металла. Для оценки содер-
жания примесей измеряют отношение удельного сопротивления металла
при комнатной температуре и температуре жидкого гелия: β = ρ
300
/ρ
4,2
.
Удельное сопротивление металлических сплавов, имеющих струк-
туру неупорядоченного твердого раствора, ρ
ост
может существенно пре-
вышать ρ
т
. Для многих двухкомпонентных сплавов металлов, не принад-
лежащих к числу переходных или редкоземельных элементов, зависимость
ρ
ост
от состава описывается законом Нордгейма
ocт
(1 )
AB B
CX X CX X
ρ
==, Ом·м, (1.9)
где
Cконстанта, зависящая от природы сплава; X
A
, X
B
атомные доли
компонентов в сплаве.
Размерный эффект в тонких пленках. Удельное сопротивление
металла в тонкой пленке больше удельного сопротивление того же металла
в виде объемного образца. В пленках очень малой толщины имеются ост-
ровки металла. В пленках островковой структуры (дисперсированных)
проводимость имеет полупроводниковый характер. В сплошных пленках,
толщина которых соизмерима с длиной свободного пробега электронов,
удельное сопротивление увеличивается вследствие соударения электронов
с поверхностью пленки.
Зависимость удельного сопротивления от толщины пленки описыва-
ется эмпирической формулой Фукса, которая имеет вид