Материаловедение в микроэлектронике
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 88 89 90 91 92 93 94... 140 141 142
|
|
|
|
Более высоким значением Тс обладают металлические пленки, содержащие метастабильную модификацию, которая в массивном состоянии не наблюдается или наблюдается в экстремальных условиях (высокое давление или температура). Рис. 6-19 демонстрирует влияние размеров зерна на величину Тс для однофазных и двухфазных пленок [63]. Влияние фазового состава отчетливо проявляется в пленках йа. Величины Тс равны 6,4; 7,9 и 8,4 К соответственно для Р, у-фазы и аморфной пленки. В системе, состоящей из чередующихся слоев сверхпроводника С толщиной около 60 нм и изолирующего материала И в многослойной композиции типа СИС, величина Те, как правило, повышается. Цля семислойчой композиции, состоящей из четырех слоев А1, раз Г 1 1 1 1 1 1 , ! [ ----------1 И-і ..... те А Л" 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 і і і ні 5 К 4 3 2 1 В 5 10 20 50 100 Размер зерен, нм Рис. 6-19. Влияние структуры и субструктуры на величину Тс перехода в сверхпроводящее состояние для вольфрама с объемно-центрированной и гранецентрированной кубическими решетками и алюминия. деленных БЮ, величина Тс достигала 5,7 К против 1,19 К для чистого А1. После отжига, в процессе которого А1 диффундирует сквозь изолирующие прослойки, усиление сверхпроводимости исчезает. Возможно, однако, что эти эффекты связаны с особенностями субструктуры тонких плеиок А1, а не с наличием многослойной системы. На величину Тс влияние оказывают также все явления, которые способствуют изменению показателя экспоненты в соотношении, выводимом теорией Бардина, Купера, Шрнффера (теория БКШ). Согласно этой теории система электронов переходит в состояние с более низкой энергией за счет конденсации пар электронов с противоположными спинами и с равными по абсолютной величине, но противоположными импульсами, называемых куперовскими парами. Конденсация происходит за счет сил электрон-фононного взаимодействия. Состояние с низкой энергией является сверхпроводящим и отдельно от нормального состояния энергетическим зазором 2ДС. Последний зависит от температуры, составляя 3,52кТс при 7'=0) и уменьшается до нуля при Т—*-Тс. Температурная зависимость Ас аналитически определяется как А (Г) Д(0) Длина корреляции в теории БКШ связывается с размером купе-ровской пары: °'18^(6-6) кг, Важная в теоретическом и практическом отношении величина кТс определяется из соотношения ъ-1'1^^(-тшУ (6"7) где #(0)£/"1; со — характерная частота, соответствующая дебаев-ской частоте а=60_р/Й. Величину N{Q)Un называют константой связи теории БКШ. Она представляет собой произведение плотности состояний электронов с заданной на поверхности Ферми ориентацией спинов на некоторую постоянную иа среднего результирующего притижения. Величина (7п зависит от взаимодействия электронов с решеткой. Если из сверхпроводника удалить некоторое количество электронов (например, за счет их туннелировання или эмиссией в вакууме под влиянием электростатического поля), то это оказывает влияние иа величину Тс-Например, на поверхности раздела металл — окисел возникает сильное (около 10* В/см) поле, которое заряжает поверхиость металла положительно и вызывает изменение Тс на несколько десятых градуса [68]. Если сверхпроводник находится в непосредственном контакте с нормальным металлом, то возникает эффект "близости". Он заключается в снижении Тс для сверхпроводника. Эффект наблюдался для пленок свинца, осажденных электролитически на константановую проволоку, и для пленок на проволоке из Аи или Си [63]. Эффект близости связывают с конечными размерами волнового пакета. Последний имеет размеры того же порядка, что и радиус корреляции (примерно Ю-4 см). Благодаря столь значительной длине когерентности куперовские пары могут проникать на существенную глубину в нормальный металл, граничащий со сверхпроводником, где взаимодействие между электронами не будет притягивающим. Вблизи границы раздела пары электронов с суммарным нулевым импульсом, образовавшиеся в сверхпроводнике, распространяются уже на оба слоя, один из котооых не является сверхпроводником. Сверхпроводящее состояние в пограничном слое толщиной около Ю-4 см, включающем оба материала, характеризуется некоторыми усредненными _по обоим материалам М(0)?7П, что определяет новое значение Л/(0)*7П и кТс. Подавление сверхпроводимости наступает особенно эффективно, если нормальный металл является к тому же ферромагнитным. Эффект близости зависит от природы и качества границы раздела и относительной толщины прилегающих слоев. Увеличение толщины нормального металла приводит к ослаблению усредненного взаимодействия и снижению Тс (рис. 6-20). Если нормальный металл обладает интенсивными магнитными свойствами, то возникает дополнительное взаимодействие спинов электронов обоих металлов. Приве 12*179
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 88 89 90 91 92 93 94... 140 141 142
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
