Электронные свойства тонких пленок значительно отличаются от свойств объемных материалов, и некоторые физические эффекты, проявляющиеся в тонких пленках, трудно обнаружить в объемных материалах.
Для объемных металлов сопротивление уменьшается с понижением температуры. При высоких температурах сопротивление уменьшается лишь в один раз с повышением температуры, тогда как при низких температурах оно уменьшается в пять раз с повышением температуры. Однако для тонких пленок ситуация совершенно иная. С одной стороны, удельное сопротивление тонких пленок выше, чем у объемных металлов, а с другой стороны, удельное сопротивление тонких пленок уменьшается быстрее, чем у объемных металлов, после понижения температуры. Это объясняется тем, что в случае тонких пленок вклад поверхностного рассеяния в сопротивление больше.
Еще одним проявлением аномальной проводимости тонких пленок является влияние магнитного поля на сопротивление тонкой пленки. Сопротивление тонкой пленки под действием внешнего магнитного поля больше, чем у материала в форме блока. Причина в том, что при движении пленки по спиральной траектории, если радиус ее спиральной линии превышает толщину пленки, электроны рассеиваются на поверхности в процессе движения, что приводит к дополнительному сопротивлению, в результате чего сопротивление пленки становится больше, чем у материала в форме блока. В то же время оно будет больше, чем сопротивление пленки без действия магнитного поля. Эта зависимость сопротивления пленки от магнитного поля называется магнитосопротивлением, которое обычно используется для измерения напряженности магнитного поля. Например, тонкие пленки солнечных элементов из a-Si, CulnSe2 и CaSe, а также Al2O3, CeO, CuS, CoO2, CO3O4, CuO, MgF2, SiO, TiO2, ZnS, ZrO и др.
Дата публикации: 11 августа 2023 г.