Фізичні процеси в чутливих елементах датчиків температури, деформації і тиску

Abstract

Дисертація присвячена встановленню особливостей фізичних процесів у багатошарових плівкових системах на основі Cu і Cr або Ag та Fe і Cr або Cu, які можуть бути використані як чутливі елементи датчиків температури, деформації і тиску. Запропонована методика оцінки внеску інтерфейсного розсіювання електронів у загальну величину питомого опору, температурного коефіцієнту опору (ТКО) і коефіцієнта тензочутливості (КТ). Розраховано внесок об’ємного, поверхневого, зерномежевого та інтерфейсного розсіювання електронів у загальну величину ТКО та КТ і зроблено розрахунок статистичної ваги кожного з цих механізмів розсіювання електронів. Показано, що робочі характеристики чутливих елементів датчиків температури, деформації і тиску можуть бути покращені за рахунок інтерфейсного розсіювання. Проаналізовано особливості процесів дифузії та фазоутворення у двошарових плівкових системах, компоненти яких мають різну взаємну розчинність, і вивчено проблему стабільності інтерфейсів. // Русск. версия: Диссертация посвящена изучению особенности физических процессов в многослойных пленочных системах на основе Cu и Cr или Ag, Fe и Cr или Cu, которые могут быть использованы как чувствительные элементы датчиков температуры, деформации и давления. Проведен анализ влияния физических процессов на электрофизические свойства чувствительных элементов датчиков температуры, деформации и давления. Показано, что величина удельного сопротивления многослойных пленочных систем при термообработке и деформации зависит от действия, которое оказывают внешний и внутренний размерные эффекты. Среди процессов, связанных с электронным транспортом в тонкопленочных образцах, наименее изученным является интерфейсное рассеяние. В связи с этим была предложена методика, которая позволила не только определить вклад данного механизма в величину удельного сопротивления, ТКО, КТ, но и показать, что рабочие характеристики термо- и тензорезисторов могут быть улучшены за счет увеличения количества границ раздела. Показано, что стабильность работы датчиков неэлектрических величин в значительной степени зависит от процессов фазообразования и взаимной диффузии атомов. Методом рентгеновской рефлектометрии проведен анализ стабильности границ раздела для образцов, компоненты которых имеют различную взаимную растворимость. Установлено, что в системе Fe/Cr, в которой уже на стадии конденсации происходит образование твердого раствора по всему объему пленки, интерфейс более гладкий (σ @ 0,35 - 0,98 нм) по сравнению с системой Cu/Cr (σ @ 0,58-1,53 нм), в которой сохраняется индивидуальность отдельных слоев. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/636