Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 |

ратур, была установлена следующая закономерность. ИнПри использовании в качестве НМ никелевого образца тенсивность пиков инжекционного тока по мере увелиповышение температуры также не приводит к изменению чения номера измерительного цикла постепенно уменьтока вплоть до 206C. В интервале температур от 206 до шается, при этом одновременно увеличивается ширина пика таким образом, что площадь, ограниченная кривой тока, экспоненциально убывает с числом циклов. Рис. иллюстрирует этот результат.

Необходимо обратить внимание на некоторые особенности зависимости, представленной на рис. 5.

1) В течение одного цикла нагрева не происходит перехода образца в равновесное состояние. Полный переход происходит за время нескольких циклов.

2) Как правило, максимальная температура, при которой регистрируются токовые особенности, наблюдается при первых циклах измерений.

Рис. 4. Температурная зависимость тока, протекающего через 3) При увеличении числа циклов обнаруживается систему МЦПЦНМ. Штриховая линия соответствует гетеротенденция к уменьшению температуры, при которой структуре с наноструктурной медью. Сплошная линия соответэти особенности наблюдаются. Одновременно происхоствует гетероструктуре с наноструктурным никелем. Толщина дит расширение температурного диапазона, в котором полимерной пленки 1 m; подложка Ч ванадий; приложенное напряжение Ч 5 V; скорость нагрева Ч 8 grad/min. наблюдается эффект.

Физика твердого тела, 2000, том 42, вып. 1886 А.Н. Лачинов, Т.Г. Загуренко, В.М. Корнилов, А.И. Фокин, И.В. Александров, Р.З. Валиев Рис. 5. Температурная зависимость тока, протекающего через систему МЦПЦНМ, полученная при нагреве в интервале температур 20-270C. Цифрами обозначены следующие циклы измерений: 1 Ч второй цикл, 2 Ч четвертый цикл, 3 Ч седьмой цикл. Толщина полимерной пленки 1 m; подложка Ч ванадий; верхний электрод Ч наноструктурная медь; приложенное напряжение Ч 5 V;

скорость нагрева Ч 8 grad/min. I0 Ч ток, протекающий в измерительной цепи при условии, что сопротивление образца равно нулю.

На рис. 6 представлена зависимость I(T )dT от но- 3. Обсуждение результатов измерений мера цикла термического отжига, которая фактически Сравнение с результатами работы [1] позволяет выотражает характер релаксации зеренной структуры к делить одно существенное различие. В случае пларавновесному состоянию.

вления высокопроводящее состояние, возникающее при Измерение температурной зависимости тока при охлаT > Tmelt. электрода, сохраняется во всем измеряеждении образца показало, что в области температур, мом интервале температур. При использовании наноблизких к температуре возбуждения пика тока при накристаллического материала высокопроводящее состогреве, также регистрируется пик тока (рис. 7). Причем, яние (ВПС) возникает в узком интервале температур, как правило, своим положением и формой он напоминает соответствующем области структурных превращений в пик, возникающий при нагреве системы в данном цикле.

металле. По-видимому, объяснение заключается в том, Для этой температурной особенности также характерна что лучшие условия контактирования, которые возниказависимость I(T )dT от номера цикла, типа предстают после плавления электрода, способствуют стабиливленной на рис. 6. Анализ литературных данных показации ВПС, в то время как в нашем случае подобного зал отсутствие информации о возможной обратимости улучшения контактирования не происходит.

по температуре процесса роста зерен наноструктурного Последовательное проведение нескольких циклов металла. По-видимому, физический процесс, инициируюФнагревЦохлаждениеФ в системе МЦПЦНМ и одноврещий подобный рост, носит характер фазового перехода.

менные измерения протекающего тока показали (рис. 6), Интерпретация его механизма в рамках данной работы что при увеличении числа циклов происходит уменьпредставляется затруднительной.

шение количества заряда, прошедшего через образец, до некоторой минимальной величины, соответствующей значению тока, протекающего через образец при комнатной температуре. Это, по-видимому, отражает тот факт, что при одинаковых условиях проведения измерений в различных циклах по мере приближения структуры образца к равновесному состоянию относительное изменение работы выхода уменьшается (1), (2) до тех пор, пока не станет соответствовать своему равновесному значению.

Согласно (1), (2), наряду с работой выхода электрона электрическое поле должно влиять на инжекционный ток. На рис. 8 представлены температурные зависимости Рис. 6. Зависимость I(T )dT от номера цикла отжига.

тока, протекающего через систему М-ПЦНМ, при разном Толщина полимерной пленки 1 m; подложка Ч ванадий;

верхний электрод Ч наноструктурная медь; приложенное на- приложенном напряжении. Результаты оценки влияния пряжение Ч 5 V; скорость нагрева Ч 8 grad/min. поля проводили по величине интеграла, взятого в инФизика твердого тела, 2000, том 42, вып. Перенос заряда в системе металЦполимерЦнанокристаллический металл Рис. 7. Температурная зависимость тока, протекающего через систему МЦПЦНМ, полученная при охлаждении в интервале температур 270-20C. Цифрами обозначены следующие циклы измерений: 1 Ч второй цикл, 2 Ч четвертый цикл, 3 Чседьмой цикл. Толщина полимерной пленки 1 m; подложка Ч ванадий; верхний электрод Ч наноструктурная медь; приложенное напряжение Ч 5 V; скорость охлаждения Ч 8 grad/min. I0 Ч ток, протекающий в измерительной цепи при условии, что сопротивление образца равно нулю.

Рис. 8. Изменение температурной зависимости тока, протекающего через систему МЦПЦНМ при разном приложенном напряжении. Толщина полимерной пленки 1 m; подложка Ч ванадий; верхний электрод Ч наноструктурная медь; скорость нагрева Ч 8 grad/min. I0 Ч ток, протекающий в измерительной цепи при условии, что сопротивление образца равно нулю.

тервале (T1, T2) по IU(T )dT в зависимости от величины Наличие порога по напряжению свидетельствует о приложенного напряжения. Этот интеграл пропорциона- существенной роли инжекционного механизма и, в частлен суммарному заряду, прошедшему через сандвич в ности, двойной инжекции. В полимерах, как правило, заданном интервале температур. T1 и T2 Чграничные собственными носителями заряда являются дырки, слетемпературы экспериментального интервала, IU(T ) Ч довательно, регистрируемые особенности в протекании зависимость тока от температуры при напряжении U на тока через образец обусловлены инжекцией электронов.

электродах. Этот вывод согласуется с результатами экспериментов Проведенный анализ результатов измерений показал, по прямой инжекции электронов из пучка в полимерную что при U < 0.1 V величина заряда, протекающего пленку [30] и является первым экспериментальным подчерез образец, практически не зависит от температуры и тверждением схемы перехода в высокопроводящее состоявляется минимальной (заряд минимален и постоянен). яние в полимерной пленке, представленной в [1]. ИнжекВ интервале напряжений 0.1 < U < 5V происходит тированный в полимер заряд может с некоторой вероятрезкое нелинейное увеличение суммарного заряда, про- ностью провзаимодействовать с макромолекулой ПФБ, шедшего через полимер по мере увеличения напряжения. переведя ее в новое состояние, как это было показано в Выше 5 V изменение заряда приближается к линей- работах [31,32]. Поляризуемость фрагмента молекулы с ной зависимости. Аналогичная зависимость наблюдается изменившимся электронным состоянием возрастает, что практически на всех образцах. приводит к увеличению диэлектрической проницаемости Физика твердого тела, 2000, том 42, вып. 1888 А.Н. Лачинов, Т.Г. Загуренко, В.М. Корнилов, А.И. Фокин, И.В. Александров, Р.З. Валиев полимера. Это состояние является неустойчивым и через [16] A. Zherebov, A. Lachinov, V. Kornilov. Synth. Metals 84, (1997).

некоторое время релаксирует с последующим переходом [17] В.М. Корнилов, А.Н. Лачинов. Письма в ЖЭТФ 61, электрона на более глубокие ловушки. В результате (1995).

конкуренции процессов захвата электрона и релакса[18] V.Yu. Gertsman, R. Birringer, R.Z. Valiev, H. Gleiter. Ser. Met.

ции будет функцией скорости инжекции электронов.

Mater. 30, 229 (1994).

Согласно выражению (1), увеличение диэлектрической [19] С.В. Лоскутов, В.В. Левитин, В.В. Погосов, М.И. Правда.

проницаемости приводит к увеличению равновесного ФММ 79, 5 (1995).

значения полного заряда, инжектированного в объем и, [20] М.Б. Партенский. ФММ 32, 510 (1971).

следовательно, изменению уровня инжекции вдали от [21] R.Z. Valiev, I.V. Alexandrov, R.K. Islamgaliev. Processing равновесия. Таким образом, процесс переноса заряда в and Properties of Nanostructured Materials Prepared by полимер становится нелинейным. Можно показать, что Severe Plastic Deformation. Nanostructured Materials / Ed.

существует некоторый критический уровень инжекции, by G.M. Chow, N.I. Noskova. Kluwer Academic Publ. (1998).

P. 121.

выше которой развитие процесса будет ускоряться до [22] Р.З. Валиев, А.В. Корзников, Р.Р. Мулюков. ФММ 6, достижения плотности состояний, необходимых для пе(1992).

рехода в высокопроводящее состояние. Однако детальное [23] R.K. Islamgaliev, F. Chmelik, R. Kuzel. Mater. Sci. Eng. A234 - рассмотрение данной задачи выходит за рамки этой 236, 335 (1997).

работы.

[24] J.R. Rasmusson, Th. Kugler, R. Erlandsson, A. Lachinov, Таким образом, показано, что переход в высокопровоW.R. Salameck. Synth. Metals 76, 195 (1996).

дящее состояние в системе МЦПЦМ может происходить [25] В.С. Корсаков, С.И. Максимов, Л.А. Плавич, Н.Ф. Трутнев, при изменении граничных условий не только за счет В.И. Новиков, С.В. Тимофеев, С.Н. Мазуренко, Н.С. Самплавления электрода, но и при других структурных сонов, О.Н. Ефимов, А.Ф. Зуева, А.Н. Лачинов, М.Г. Золопереходах в металлических электродах, при которых их тухин, А.А. Захидов, Г.П. Карпачева. Электронная промышленность 7Ц8, 118 (1994).

агрегатное состояние не меняется. Кроме того, проведен[26] О.А. Скалдин, А.Ю. Жеребов, В.В. Делев, А.Н. Лачинов, ные исследования свидетельствуют, что использование А.Н. Чувыров. Письма в ЖЭТФ 51, 141 (1990).

тонкой полимерной пленки типа ПФБ в гетероструктуре [27] V.M. Kornilov, V.T. Khismatllin, A.N. Lachinov. Abstracts of МЦПЦМ позволяет изучать поверхностные превращения 10th Int. Conf. on Scanning Tunneling Microscopy. Seoul, в металлических электродах в области их структурных Korea (1999). P. 138.

переходов. Этот метод является очень чувствительным, [28] С.Н. Салазкин, М.Г. Золотухин, В.А. Ковардаков, Л.В. Дупростым в реализации и потому может оказаться весьма бровина, Е.А. Гладкова, С.С. Павлова, С.Р. Рафиков. ВМС эффективным.

A29, 1431 (1987).

[29] V.M. Kornilov, A.N. Lachinov. Synth. Metals 53, 71 (1992).

Авторы выражают благодарность В.Т. Хисматуллину [30] В.М. Корнилов, А.Н. Лачинов. Письма в ЖЭТФ 61, за помощь, оказанную при проведении CTM-измерений.

(1995).

[31] N. Johansson, A.N. Lachinov, S. Stafstrom, W.R. Salaneck.

Synth. Metals 67, 319 (1994).

Список литературы [32] Б.Г. Зыков, Ю.В. Васильев, В.С. Фалько, А.Н. Лачинов, В.И. Хвостенко, Н.Г. Гилева. Письма в ЖЭТФ 64, [1] В.М. Корнилов, А.Н. Лачинов. ЖЭТФ 111, 1513 (1997).

(1996).

[2] К. Као, В. Хуанг. Перенос электронов в твердых телах. Т. 1.

Мир, М. (1984). 350 с.

[3] W. Schottky. J. Phys. B113, 367 (1939).

[4] P.R. Emtage, J.J. OТDwyer. Phys. Rev. Lett. 16, 356 (1966).

[5] Р.Е. Васьков, А.Ф. Владимиров, Е.Н. Моос, Н.И. Табунов.

Изв. АН СССР. Сер. физ. 62, 2044 (1998).

[6] А.И. Резник, Н.В. Руденко. Изв. АН СССР. Сер. физ. 43, 1823 (1979).

[7] V. Heine, C. Hodges. J. Phys. C5, 225 (1972).

[8] Н.Я. Рухляда, А.Г. Трефилов, Б.Б. Шишкин. Изв. АН СССР.

Сер. физ. 43, 1837 (1979).

[9] В.Г. Большов, Л.Н. Добрецов. ДАН СССР XCVIII, (1954).

[10] В.С. Фоменко. Эмиссионные свойства материалов. Наук.

думка, Киев (1981). 340 с.

[11] J. Vancea, G. Reiss, D. Buta, H. Hoffmann. Europhys. Lett. 9, 379 (1989).

[12] J. Ameiser. Zs. f. Phys. 69, 111 (1931).

[13] И.В. Крылова, А.Г. Петрухин. ФТП 30, 415 (1996).

[14] A. Lachinov, A. Zherebov, V. Kornilov, M. Zolotukhin. Synth.

Metals 84, 735 (1997).

[15] V. Kornilov, A. Lachinov. Synth. Metals 84, 893 (1997).

Физика твердого тела, 2000, том 42, вып. Pages:     | 1 | 2 |    Книги по разным темам