Особенности физических свойств пленочных структур на основе нанопленок вольфрама с различным фазовым составом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы электрофизические свойства тонких пленок W, осажденных методом магнетронного распыления, в зависимости от их толщины, материала подложки, фазового состава и структуры. Обнаруженные закономерности свидетельствуют о поликристаллическом состоянии пленок, наличии двух фаз W, а также об изотропии магнитооптических свойств тонких пленок Co, осажденных на W. Экспериментально и теоретически исследована зависимость удельного сопротивления от толщины пленок W и материала подложки, которая свидетельствует о доминирующем вкладе процессов транспорта носителей заряда через границы кристаллитов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Проказников

Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: prokaznikov@mail.ru
Россия, Ярославль, 150067

Р. В. Селюков

Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН

Email: prokaznikov@mail.ru
Россия, Ярославль, 150067

В. А. Папорков

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Email: prokaznikov@mail.ru
Россия, Ярославль, 150003

Список литературы

  1. Park Y.-K., Kim D.-Y., Kim J.-S., Nam Y.-S., Park M.-H., Choi H.-C., Min B.-C., Choe S.-B. // NPG Asia Mater. 2018. V. 10. P. 995. https://doi.org/10.1038/s41427-018-0090-x
  2. Topology in Magnetism / Ed. Zang J., Cros V., Hoffmann A. Cham: Springer, 2018. 416 p.
  3. Guimaraes A.P. Principles of Nanomagnetism. Cham: Springer, 2017. 330 p.
  4. Wang S.X., Taratorin A.M. Magnetic Information Storage Technology. London: Academic Press, 1999. 536 p.
  5. Rotenberg E., Freelon B.K., Koh H., Bostwick A., Rossnagel K., Schmid A., Kevan S.D. // New J. Phys. 2005. V. 7. P. 114. https://doi.org/10.1088/1367-2630/7/1/114
  6. Abdelhameed A.H., Angloher G., Bauer P., Bento A., Bertoldo E.,·Canonica L., Fuchs D., Hauff D., Ferreiro Iachellini N., Mancuso M.,·Petricca F., Probst F., Riesch J., Rothe J. // J. Low Temp. Phys. 2020. V. 199. P. 401. https://doi.org/10.1007/s10909-020-02357-x
  7. Lita A.E., Rosenberg D., Nam S., Miller A.J., Balzar D., Kaatz L.M., Schwall R.E. // IEEE Trans. Appl. Supercond. 2005. V. 15. № 2. P. 3528. https://doi.org/10.1109/TASC.2005.849033
  8. Mauskopf P.D. // Publ. Astron. Soc. Pac. 2018. V. 130. № 990. Р. 082001. https://doi.org/10.1088/1538-3873/aabaf0
  9. Abrue H., Anders J., Antel C. et al. // Phys. Rev. Lett. 2023. V. 131. № 3. Р. 031801. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.031801
  10. Abrue H., Mansour E.A., Antel C. et al. The FASER Detector. https://arxiv.org/pdf/2207.11427.pdf
  11. Aoki S., Ariga A., Ariga T. et al. // J. High Energ. Phys. 2020. V. 2020. Р. 33. https://doi.org/10.1007/JHEP01(2020)033
  12. Kulikova D.P., Sgibnev Y.M., Yankovskii G.M. et al. // Sci. Rep. 2023. V. 13. Р. 890. https://doi.org/10.1038/s41598-023-28204-z
  13. Васьковский В.О., Волочаев М.Н., Горьковенко А.Н., Кравцов Е.А., Лепаловский В.Н., Фещенко А.А. // ФТТ. 2021. Т. 63. Вып. 7. С. 915. https://doi.org/10.21883/FTT.2021.07.51042.046
  14. Udvardi L., Szunyogh L. // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 102. № 20. P. 207204. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.207204
  15. Zakeri Kh., Zhang Y., Prokop J., Chuang T.-H., Sakr N., Tang W. X., Kirschner J. // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 104. № 13. P. 137203. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.104.137203
  16. Prokaznikov A.V., Paporkov V.A., Selyukov R.V., Vasilev S.V., Savenko O.V. // Russ. Microelectron. 2022. V. 51. № 6. P. 466. https://doi.org/10.1134/S1063739722700184
  17. Buchin E.Yu., Vaganova E.I., Naumov V.V., Paporkov V.A., Prokaznikov A.V. // Tech. Phys. Lett. 2009. V. 35. № 7. P. 589. https://doi.org/10.1134/S1063785009070025
  18. Paporkov V.A., Prokaznikov A.V. // Russ. Microelectron. 2019. V. 48. № 1. P. 43. https://doi.org/10.1134/S1063739719010086
  19. Prokaznikov A.V., Paporkov V.A. // Russ. Microelectron. 2020. V. 49. № 5. P. 358. https://doi.org/ 10.1134/S1063739720040071
  20. Mattheiss L.F. // Phys. Rev. 1965. V. 139. № 6A. P. A1893. https://doi.org/10.1103/PhysRev.139.A1893
  21. Basaviah S., Pollak S.R. // J. Appl. Phys. 1968. V. 39. № 12. P. 5548. https://doi.org/10.1063/1.1656012
  22. Morcom W.R., Worrell W.L., Sell H.G., Kaplan H.I. // Metall. Trans. 1974. V. 5. P. 155. https://doi.org/10.1007/BF02642939
  23. Lassner E., Schubert W.-D. Tungsten: Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys, and Chemical Compounds. New York: Springer, 1999. 422 p.
  24. Li W., Fenton J.C., Wang Y., McComb D.W., Warburton P.A. // J. Appl. Phys. 2008. V. 104. № 9. P. 093913. https://doi.org/10.1063/1.3013444
  25. Vink T.J., Walrave W., Daams J.L.C., Dirks A.G., Somers M.A.J., van den Aker K.J.A. // J. Appl. Phys. 1993. V. 74. № 2. P. 988. https://doi.org/10.1063/1.354842
  26. Nix W.D., Clemens B.M. // J. Mater. Res. 1999. V. 14. № 8. P. 4367. https://doi.org/10.1557/JMR.1999.0468
  27. Гантмахер В.Ф., Левинсон И.Б. Рассеяние носителей тока в металлах и полупроводниках. М.: Наука, 1984. 350 с.
  28. Selyukov R.V., Amirov I.I., Naumov V.V. // Russ. Microelectron. 2022. V. 51. № 6. P. 488. https://doi.org/10.1134/S1063739722700081
  29. Sandomirskii V.B. // Sov. Phys. JETP. 1967. V. 25. № 1. P. 101.
  30. Fuchs K. // Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 1938. V. 34. № 1. P. 100. https://doi.org/10.1017/S0305004100019952
  31. Tellier C.R., Tesser A.J. Size Effect in Thin Films. Elsevier, New York. 1982. 310 p.
  32. Mayadas A.F., Shatzkes M. // Phys. Rev. 1970. V. 1. № 4. P. 1382. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.1.1382
  33. Абрикосов А.А. Основы теории металлов. М.: Наука. 1987. 520 с.
  34. Boiko V.V., Gantmakher V.F., Gasparov V.A. // Sov. Phys. JETP. 1974. V. 38. № 3. P. 604.
  35. Desai P.D., Chu T.K., James H.M., Ho C.Y. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1984. V. 13. № 4. P. 1069. https://doi.org/10.1063/1.555723
  36. Lee J.-S., Cho J., You C.-Y. // J. Vac. Sci. Technol. A. 2016. V. 34. № 2. P. 021502. https://doi.org/10.1116/1.4936261
  37. Thompson J.J. // Proc. Cambridge Philos. Soc. 1901. V. 11. P. 120.
  38. Sondheimer E.H. // Phys. Rev. 1950. V. 80. № 3. P. 401. https://doi.org/10.1103/PhysRev.80.401
  39. Sondheimer E.H. // Adv. Phys. 1952. V. 1. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1080/00018735200101151
  40. Watjen J.I., Bright T.J., Zhang Z.M., Muratore C., Voevodin A.A. // J. Heat Mass Transf. 2013. V. 61. P. 106. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.01.063
  41. Karabacak T., Mallikarjunan A., Singh J.P., Ye D., Wang G.-C., Lu T.-M. // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 83. № 15. P. 3096. https://doi.org/10.1063/1.1618944
  42. Соколов А.А., Тернов И.М., Жуковский В.Ч. Квантовая механика. М.: Наука, 1979. 528 с.
  43. Воронцов Ю.И. // УФН. 1981. Т. 133. № 2. С. 351. https://doi.org/10.3367/UFNr.0133.198102f.035
  44. Shen Y. G., Mai Y. W., Zhang Q. C., McKenzie D. R., McFall W. D., McBride W. E. // J. Appl. Phys. 2000. V. 87. № 1. P. 177. https://doi.org/10.1063/1.371841
  45. Маделунг О. Теория твердого тела. М.: Наука, 1980. 416 с.
  46. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. Т. 1. М.: Наука, 1979. 458 с.
  47. Hänsel H., Neumann W. Physik, eine Darstellung der Grundlagen. VII Festkörper. Berlin: VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, 1978. 333 s.
  48. Fu B., Lai W., Yuan Y., Xu H., Liu W. // J. Nucl. Mater. 2012. V. 427. № 1–3. P. 268. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2012.05.015
  49. Ансельм А.И. Введение в теорию полупроводников. М.: Наука, 1978. 615 с.
  50. Bawendi M.G., Brus L.E., Ekimov A.I. Quantum Dots — Seeds of Nanoscience. Kungl. VetenskapsAkademien, 2023. Specific Background to the Nobel Prize in Chemistry 2023. The Nobel Committee for Chemistry. P. 1–17.
  51. Fröhlich H. // Physica. 1937. V. 4. № 5. P. 406. https://doi.org/10.1016/S0031-8914(37)80143-3
  52. Кулагин В.В., Хомяков А.Ю., Гаспарян Ю.М. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 10. С. 102. https://doi.org/10.31857/S1028096022100090
  53. Бакаева А.М., Бакаев А.В., Терентьев Д.А., Дубинко А.В., Журкин Е.Е. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2018. № 2. С. 79. https://doi.org/10.7868/S0207352818020130

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дифрактограммы образцов с пленками W толщиной 10 (а), 20 (б), 30 нм (в), осажденными на стекло (1), Si (2), SiO2/Si (3).

Скачать (439KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифрактограммы образцов с пленками W толщиной 30 нм, осажденными на SiO2/Si при 573 (1) и 773 К (2). Скорость измерения 1 (а) и 0.125 град/мин (б).

Скачать (288KB)
Метаданные
4. Рис. 3. РЭМ-изображения пленок W толщиной 10 (а, б), 20 (в, г), 30 нм (д, е), осажденных на Si (а, в, д) и на SiO2/Si (б, г, е).

Скачать (2MB)
Метаданные
5. Рис. 4. РЭМ-изображения пленки W толщиной 20 нм на SiO2/Si (а) и W толщиной 30 нм на Si (б), полученные при угле падения электронного пучка 70°.

Скачать (668KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Магнитооптический экваториальный эффект Керра (δ) в системе Co (6 нм)/W/SiO2/Si для различных толщин пленки вольфрама: а – 10; б — 20; в – 30 нм.

Скачать (223KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Удельное сопротивление ρ пленок W в зависимости от их толщины t для различных подложек: 1 — SiO2/Si; 2 — Si; 3 — стекло; 4, 5 — пленка толщиной 30 нм, осажденная на SiO2/Si при 573 и 773 К соответственно.

Скачать (66KB)
Метаданные

© Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук, 2024