Материалы электроники и электротехники. Королёв А.П - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Поэтому для пайки алюминия применяют специальные пасты-припои, а в микротехнологии – ультразвуковую сварку. Более
толстый слой окисла, который выдерживает сравнительно высокие напряжения, получают с помощью электрохимической
обработки алюминия. Оксидная изоляция очень прочна: слой толщиной 0,03 мм имеет пробивное напряжение порядка 100
В, а толщиной 0,04 мм – около 250 В.
Из оксидированного алюминия изготавливают различные катушки без дополнительной междувитковой и
междуслойной изоляции. Недостатками оксидной изоляции является её ограниченная гибкость (особенно при большой
толщине) и заметная гигроскопичность (в тех случаях, когда не требуется большой нагревостойкости, её покрывают лаком).
На практике большое значение имеет вопрос защиты от гальванической коррозии в местах контакта алюминия и меди.
Если область контакта подвергается воздействию влаги, то возникает местная гальваническая пара с довольно высоким
значением ЭДС. Полярность этой пары такова, что ток направлен от алюминия к меди, вследствие чего алюминиевый
проводник может быть сильно разрушен коррозией. Поэтому места соединения медных проводников с алюминиевыми
должны быть защищены от влаги (покрыты лаком и т.п.).
Плёнки алюминия широко используют в интегральных микросхемах в качестве контактов и межсоединений. Нанесение
плёнок на кремниевые подложки обычно производят методами испарения и конденсации в вакууме. Преимущества
алюминия как контактного материала состоят в том, что этот материал легко напыляется, обладает хорошей адгезией к
кремнию и слою изоляции из SiO
2
, широко используемой в полупроводниковых интегральных схемах, обеспечивает
хорошее разрешение при фотолитографии, хороший омический контакт с кремнием.
2.12. СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
Явление сверхпроводимости при криогенных температурах достаточно широко распространено в природе.
Сверхпроводимостью обладают 26 металлов. Большинство из них являются сверхпроводниками с критическими
температурами перехода в сверхпроводящее состояние ниже 4,2 К. В этом заключается одна из причин того, что
большинство сверхпроводящих металлов для электротехнических целей применить не удаётся. Ещё 13 элементов проявляют
сверхпроводящие свойства при высоких давлениях. Среди них такие полупроводники, как кремний, германий, селен, теллур,
сурьма и др.
Явление сверхпроводимости возникает в тех случаях, когда электроны проводимости (находящиеся вблизи уровня
Ферми) притягиваются друг к другу. Притяжение электронов возможно только в среде, содержащей положительно
заряженные ионы, поле которых ослабляет силы отталкивания между электронами. Притягивающиеся друг к другу
электроны образуют пары, называемые куперовскими. Образование куперовских пар проиллюстрировано на рис. 2.6.
Электрон, пролетая между положительными ионами решётки, электростатическими силами притягивает к себе ближайшие
ионы. В окрестности траектории движения электрона локально возрастает плотность положительного заряда. Второй
электрон, движущийся за первым, притягивается этим положительным зарядом повышенной плотности. В результате за счёт
взаимодействия с решёткой между электронами 1 и 2 возникает притяжение – образуется куперовская пара.
Рис. 2.6. Схема образования электронных пар в сверхпроводнике
Поскольку силы притяжения невелики, эти парные образования постоянно распадаются и образуются снова.
Следует заметить, что сверхпроводимостью не обладают металлы, являющиеся наилучшими проводниками при
нормальных условиях. К ним относятся золото, медь, серебро. Малое сопротивление этих материалов указывает на слабое
взаимодействие электронов с решёткой. Такое слабое взаимодействие не создаёт вблизи абсолютного нуля достаточного
меж-электронного притяжения, способного преодолеть кулоновское отталкивание. Поэтому и не происходит их переход в
сверхпроводящее состояние.
e1
e2

Страницы