धातूच्या पातळ थरांचे विद्युत वाहकतेचे गुणधर्म

पातळ थरांचे इलेक्ट्रॉनिक गुणधर्म स्थूल पदार्थांपेक्षा लक्षणीयरीत्या भिन्न असतात आणि पातळ थरांवर दिसून येणारे काही भौतिक परिणाम स्थूल पदार्थांमध्ये शोधणे कठीण असते.

स्थूल धातूंमध्ये, तापमान कमी झाल्यामुळे रोध कमी होतो. उच्च तापमानात, रोध तापमानानुसार फक्त एकदाच कमी होतो, तर कमी तापमानात, रोध तापमानानुसार पाच पटीने कमी होतो. तथापि, पातळ थरांच्या बाबतीत हे पूर्णपणे वेगळे असते. एकीकडे, पातळ थरांची रोधकता स्थूल धातूंपेक्षा जास्त असते, आणि दुसरीकडे, तापमान कमी झाल्यावर पातळ थरांची रोधकता स्थूल धातूंपेक्षा अधिक वेगाने कमी होते. याचे कारण असे की, पातळ थरांच्या बाबतीत, रोधामध्ये पृष्ठभागीय प्रकीर्णनाचा (surface scattering) वाटा अधिक असतो.

पातळ थराच्या असामान्य वाहकतेचे आणखी एक प्रकटीकरण म्हणजे पातळ थराच्या रोधावर चुंबकीय क्षेत्राचा होणारा परिणाम. बाह्य चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाखाली पातळ थराचा रोध हा ठोकळ्यासारख्या पदार्थाच्या रोधापेक्षा जास्त असतो. याचे कारण असे आहे की, जेव्हा थर सर्पिलाकार मार्गावरून पुढे सरकतो, तेव्हा जोपर्यंत त्याच्या सर्पिलाकार रेषेची त्रिज्या थराच्या जाडीपेक्षा जास्त असते, तोपर्यंत गतीच्या प्रक्रियेदरम्यान इलेक्ट्रॉन पृष्ठभागावर विखुरले जातात, ज्यामुळे एक अतिरिक्त रोध निर्माण होतो. यामुळे थराचा रोध ठोकळ्यासारख्या पदार्थाच्या रोधापेक्षा जास्त होतो. त्याच वेळी, चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाशिवाय असलेल्या थराच्या रोधापेक्षाही तो जास्त असतो. थराच्या रोधाचे चुंबकीय क्षेत्रावरील हे अवलंबित्व ‘मॅग्नेटोरेझिस्टन्स इफेक्ट’ (चुंबकीय रोध प्रभाव) म्हणून ओळखले जाते, ज्याचा उपयोग सामान्यतः चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता मोजण्यासाठी केला जातो. उदाहरणार्थ, a-Si, CulnSe2, आणि CaSe पातळ थराचे सौर सेल, तसेच Al2O3 CeO, CuS, CoO2, CO3O4, CuO, MgF2, SiO, TiO2, ZnS, ZrO, इत्यादी.