ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Электропроводность оксидных пленок на вентильных металлах из "Физика диэлектрических материалов " Односторонней проводи.мостью на алюминии обладают только тонкие сплошные оксидные пленки ( пленки I класса ), образующиеся при электрохимическом оксидировании в слабых электролитах. Относительно толстые , пористые оксидные пленки ( пленки II класса ) вентильные свойства проявляют очень слабо и, главным образо.м, вследствие наличия на дпе пор тонкого сплошного оксидного слоя. [c.64] При исследовании электропроводности оксидных пленок в качестве второго электрода можно использовать электролит (проводник второго рода), полупроводник или тонкий слой металла. Для уменьшения числа дефектных. мест в пленке вентильный металл испаряют па непроводящую (например, стеклянную) подложку — при испарении из металла удаляются примеси. Поверхность напыленного вентильного металла затем формуют и на образовавшуюся оксидную пленку напыляют второй металлический электрод. Образованный таким образом конденсатор обладает ярко выраженной односторонней проводимостью. Поскольку односторонняя проводимость наблюдается даже в таких системах, как вентильный металл — оксидная пленка — металл, этот эффект должен быть связан с внутренним строением оксидной пленки. [c.64] В основном предложенные теории исходили либо из полупроводниковых свойств оксидной пленки, либо из чисто электрохимических соображений, либо из предположений о наличии в оксидной пленке дефектов. Однако, описывая более или менее удовлетворительно поведение оксидных пленок в электролите, эти теории не могли объяснить отдельные свойства оксидных пленок в сухом состоянии. [c.64] Тареев и М. М. Лернер, использовав ряд положений указанных выше теорий, предложили теорию, позволяющую объяснить поведение оксидных пленок в различных условиях. [c.64] Если погруженный в электролит лишенный оксидной пленки алюминий включен анодно, у его поверхности выделяется кислород и образуется тонкий слой оксида алюминия. Благодаря малой толщине оксидной пленки в ней действует напряженность электрического поля порядка 10 —10 В/м даже при небольших напряжениях, приложенных между алюминием и электролитом. Под действием сильного электрического поля отрицательные ионы кислорода движутся сквозь оксидную пленку в сторону алюминия, а ионы алюминия — им навстречу, что сопровождается увеличением толщины оксидного слоя. Этот процесс продолжается до тех пор, пока возрастающая по толщине оксидная пленка, на которой падает неизменное формовочное напряжение, не уменьшит действующее в ней электрическое поле настолько, что силы, которые создает это поле, будут уже недостаточными для движения ионов сквозь пленку. В результате прохождение ионного тока через оксидную пленку прекращается и толщина пленки при данном формовочном напряжении больнге не возрастает. [c.64] Окись алюминия с избытком кислорода является р-полупровод-ником, а с недостатком его — -полупроводником. Следовательно, в образующейся в процессе формовки оксидной пленке создается р-л-переход с промежуточным слоем диэлектрика (р- -га-переход), являющийся одной из причин односторонней проводимости оксидной пленки. [c.65] Воздействие на оксидную пленку водорода, связывающего кислород, также должно привести к превращению окиси алюминия в л-полупроводник. [c.66] Если оксидированный алюминий включен анодно, p-i-л-переход в оксидной пленке восстановится не сразу, а через некоторое время, причем обязательно вблизи оксидной пленки должен быть кислород, необходимый для восстановления р-г-л-перехода. [c.66] Опыты с оксидированным алюминием, на который напылен другой металл (или полупроводниковый материал) в качестве второго электрода, подтверждает изложенные соображения. [c.66] Погруженный в электролит оксидированный образец еще сильнее, чем в сухом состоянии, проявляет одностороннюю проводи--мость коэффициент выпрямления (отнощение силы тока в проводящем направлении к силе тока в непроводящем направлении) увеличивается до 5 000—50000, в то время как в сухом состоянии он равнялся 10—100. Это явление связано главным образом со следующими обстоятельствами. [c.66] В связи с этим сопротивление в проводящем направлении оксидированного образца значительно ниже при погружении его в электролит, чем в сухом состоянии. Чем длительнее пропускается ток в проводящем направлении через погруженный в электролит оксидированный образец, тем больше отклонение среднего состава оксидной пленки от стехиометрического в сторону уменьшения содержания в ней кислорода и тем ниже ее сопротивление. [c.66] Таким образом, исходя из а) существования в тонкой сплощной оксидной пленке - -п-перехода, б) наличия в ней дефектов и в) учета действия электроосмотических сил на электролит в порах оксидной пленки, можно объяснить одностороннюю проводимость и ряд других интересных свойств оксидированного металла как погруженного в электролит, так и находящегося в сухом состоянии. [c.67] Вернуться к основной статье