خصائص التوصيل الكهربائي للأغشية المعدنية الرقيقة

تختلف الخصائص الإلكترونية للأغشية الرقيقة اختلافًا كبيرًا عن تلك الخاصة بالمواد الصلبة، وبعض التأثيرات الفيزيائية التي تظهر على الأغشية الرقيقة يصعب العثور عليها في المواد الصلبة.

بالنسبة للمعادن الصلبة، تنخفض المقاومة بانخفاض درجة الحرارة. عند درجات الحرارة المرتفعة، تنخفض المقاومة مرة واحدة فقط مع ارتفاع درجة الحرارة، بينما عند درجات الحرارة المنخفضة، تنخفض المقاومة خمس مرات مع ارتفاع درجة الحرارة. أما بالنسبة للأغشية الرقيقة، فالوضع مختلف تمامًا. فمن جهة، تكون مقاومة الأغشية الرقيقة أعلى من مقاومة المعادن الصلبة، ومن جهة أخرى، تنخفض مقاومة الأغشية الرقيقة بشكل أسرع من مقاومة المعادن الصلبة بعد انخفاض درجة الحرارة. ويعود ذلك إلى أن مساهمة تشتت السطح في المقاومة تكون أكبر في حالة الأغشية الرقيقة.

من مظاهر الموصلية غير الطبيعية للأغشية الرقيقة تأثير المجال المغناطيسي على مقاومتها. فمقاومة الغشاء الرقيق تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي تكون أكبر من مقاومة مادة صلبة. والسبب هو أنه عندما يتحرك الغشاء للأمام على طول مسار حلزوني، وطالما أن نصف قطر مساره الحلزوني أكبر من سمك الغشاء، تتشتت الإلكترونات على السطح أثناء الحركة، مما يُضيف مقاومة إضافية، فتصبح مقاومة الغشاء أكبر من مقاومة المادة الصلبة. وفي الوقت نفسه، تكون هذه المقاومة أكبر أيضًا من مقاومة الغشاء في غياب المجال المغناطيسي. يُطلق على هذا التأثير اسم "تأثير المقاومة المغناطيسية"، ويُستخدم عادةً لقياس شدة المجال المغناطيسي. ومن الأمثلة على ذلك الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة المصنوعة من السيليكون غير المتبلور (a-Si)، وسيلينيد النحاس (CulnSe2)، وسيلينيد الكالسيوم (CaSe)، بالإضافة إلى مواد أخرى مثل أكسيد الألومنيوم (Al2O3)، وأكسيد السيريوم (CeO2)، وكبريتيد النحاس (CuS)، وأكسيد الكوبالت (CoO2)، وأكسيد الكربون (CO3O4)، وأكسيد النحاس (CuO)، وفلوريد المغنيسيوم (MgF2)، وثاني أكسيد السيليكون (SiO2)، وثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2)، وكبريتيد الزنك (ZnS)، وأكسيد الزركونيوم (ZrO2)، وغيرها.