Контакт металл —диэлектрик

КОНТАКТ МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК [c.272]

Рис. 10.1. Контакт металл—диэлектрик а — энергетическая схема металла б — энергетическая схема диэлектрика а —образование слоя обогащения у контакта

Рис. 10.2. Образование обедненного слоя у контакта металл—диэлектрик а, б — энергетические схемы соответственно металла и диэлектрика а — слой обеднения

Толщина обедненного слоя L, возникающего у контакта металл — диэлектрик (рис. 10.2, в), может быть подсчитана по формуле [c.273]

Рис. 2.1. Энергетические диаграммы контакта металл — вакуум (а) и двух случаев инжекционного контакта металл — диэлектрик (б, в)

Полученные результаты заставляют сделать предположение, что тот самый двойной электрический слой, который так существенен для явлений адгезии [18], должен оказывать также тормозящее действие на электродные ироцессы, протекающие на металле. Это тормозящее действие, по-видимому, обусловлено изменением энергетических уровней поверхности металла [10, И] из-за наличия контакта металл — диэлектрик. [c.93]

Авторы предполагают, что защитное влияние лакокрасочной пленки на металл в основном сводится к тормозящему действию контакта металл -— диэлектрик на протекающие на металле электродные процессы. [c.95]

Приближенная количественная оценка показывает, что в диэлектрике с шириной запрещенной зоны 3 эВ концентрация свободных носителей заряда при комнатной температуре должна составлять j 2 10 м . При подвижности носителей Ыр 10 м /(В с) (100 см /(В с)) удельная электропроводность такого диэлектрика должна быть порядка 7 10 Ом х X м" (7-10 Oм см ). В действительности столь низкая электропроводность в диэлектриках не наблюдается из-за наличия в них примесей и дефектов, создающих энергетические уровни в запрещенной зоне. Концентрация свободных носителей заряда в таких диэлектриках определяется фактически количеством и характером расположения донорных и акцепторных уровней в запрещенной зоне. У контакта же с металлом концентрация свободных носителей может существенно отличаться от концентрации в толще диэлектрика вследствие образования здесь слоев обогащения или обеднения. С подобным явлением мы уже встречались в гл. 8 при рассмотрении контакта металл — полупроводник. [c.272]

Обогащенный слой возникает при приведении в контакт металла с работой выхода Хм и диэлектрика и-типа проводимости с работой выхода Хд > Хм (рис. 10.1, а, б). При Хд < Хм У контакта с металлом образуется слой, обедненный основными носителями заряда (рис. 10.2). Энергетическая схема такого контакта (рис. 10.2, в) аналогична энергетической схеме выпрямляющего контакта металл-полупроводник (см. рис. 8.20). [c.272]

При слабом обогащении толщина обогащенного слоя равна де-баевской длине экранирования 1д и определяется формулой (8.64). При сильном обогащении, когда концентрация носителей заряда у контакта значительно превышает равновесную концентрацию о вдали от контакта, в формуле (8.64) о следует заменить на Пц. Сама концентрация Иц определяется расстоянием Фо от дна зоны проводимости диэлектрика до уровня Ферми в металле Цм (рис. 10.1, а, б). На границе раздела металл — диэлектрик оно сохраняется неизменным и равным Ф,, и после приведения в контакт [c.272]

Картина прохождения тока через диэлектрическую пленку существенно меняется, когда один из контактов к ней является инжектирующим для электронов, другой—для дырок. Энергетическая диаграмма такой структуры изображена на рис. 10.8, а. В принципе ее можно изготовить, взяв для правого контакта металл с работой выхода меньшей, а для левого —большей, чем работы выхода из диэлектрика. Тогда правая приконтактная область будет обогащена электронами, левая — дырками. [c.281]

Железо и низколегированные стали при наличии контакта с диэлектриками разрушаются в кислотах своеобразным образом на границе металл — диэлектрик (например, капля парафина) вдоль всего периметра возникает особая коррозионная структура в виде глубокой бороздки травления (рис. 94). Аналогичная коррозионная структура возникала на алюминиевой трубной решетке под прокладкой [42]. [c.223]

Кроме этих тепловых и термоупругих явлений, свойственных всем кристаллам, в диэлектриках в ряде случаев возникают различные теплоэлектрические эффекты. В зоне контакта различных диэлектриков и полупроводников (а также металлов) может возникнуть термо-ЭДС, величина которой зависит от разности температур между двумя контактами и различия в работе выхода электронов. При высоких температурах возможны термоэлектронная и термоионная эмиссии с поверхности диэлектриков. В диэлектриках, длительное время подвергавшихся воздействию электрического поля или облучения, нагревание приводит к появлению термостимулированных токов деполяризации (ТСД). [c.23]

Найдено, что при тесном контакте металла с диэлектриком барьер у поверхности металла снижается и суживается, вследствие чего возникает туннельный эффект и часть электронов получает возможность переходить из металла в диэлектрик. Перешедшие электроны образуют в диэлектрике отрицательный заряд, металл же заряжается у поверхности положительно. Возникает контактный двойной электрический слой. [c.83]

В ряде диэлектриков доминирует ионная проводимость, связанная с направленным перемещением ионов примеси и ионов самого диэлектрика. В этом случае осуществляется перенос не только электрического заряда, но и вещества. Под действием внешнего электрического поля анионы движутся к аноду, а катионы - к катоду. Постепенно концентрация носителей заряда уменьшается, поэтому величина ионного тока со временем спадает. Если сделать контакты к диэлектрику (анод) из металла, ионы которого переносят в диэлектрике заряд, то в этом случае обеспечивается свободный обмен носителями заряда и электрический ток спадать не будет. При низких температурах обычно превалирует примесная ионная проводимость, а при высоких - перенос ионов основного вещества. У диэлектриков с ионным характером электропроводности соблюдаются законы Фарадея количество выделившегося при электролизе вещества пропорционально количеству прошедшего через материал электричества. [c.252]

В некоторых пособиях [4, 5] для создания хорошего контакта электродов с керамическими диэлектриками рекомендуется металлизация поверхности образцов. В нашем случае нанесение металла (серебра) на поверхность образцов методом вжигания не дало положительных результатов, так как при высоких температурах металл диффундирует в диэлектрик и образует проводящие мостики. Создание хорошего контакта обеспечивалось качественным напылением ровного гладкого слоя покрытия. [c.216]

Одна из разновидностей прессовой пайки — компрессионная пайка металла с неметаллами (полупроводниками и диэлектриками — керамикой) — аналогична разновидности сварки давлением — компрессионной (прессовой) сварки металлов с неметаллами. При этом речь идет о прессовой пайке металлов с неметаллами обычными металлическими припоями. Преимущества прессовой пайки перед компрессионной сваркой заключаются в более полном контакте соединяемых металлов с неметаллами в связи с наличием жидкого припоя, а также со значительно меньшими возможными давлениями, применяемыми при пайке (0,3— [c.179]

Представления о свойствах идеального метода термометрии, предназначенного для измерений в сложных экспериментальных условиях микротехнологии, можно сформулировать следующим образом а) отсутствует необходимость в тепловом равновесии чувствительного элемента (датчика) с объектом, т. е. не нужен тепловой контакт датчика с поверхностью б) отсутствует гальваническая связь датчика с регистрирующим прибором, что устраняет электромагнитные помехи при измерениях в) результат измерения не зависит от наличия или отсутствия фонового излучения любой интенсивности в реакторе и от состояния оптических окон г) температурная чувствительность не ниже, чем у традиционных методов д) величина измеряемого сигнала достаточна для надежной регистрации и не изменяется существенно в широком диапазоне температур е) высокое быстродействие позволяет проводить измерения нестационарных температур поверхности в импульсных разрядах ж) возможны как локальные измерения, так и термография поверхностей з) возможна термометрия любых материалов (металлов, полупроводников, диэлектриков) независимо от состояния поверхности (шероховатость, тонкие пленки и т.д.) и) возможно применение как для единичных, так и для рутинных измерений к) метод может применяться для термометрии как неподвижных, так и движущихся объектов в плазме. [c.16]

Наличие прилипшей пленки на железе изменяет поверхностную энергию и электрохимические характеристики поверхности железа. К числу электрохимических характеристик можно отнести стационарный потенциал и критический ток анодной пассивации. Пассивация железа с прилипшей пленкой стимулируется наличием скачка потенциала в поверхностном слое на границе металл — прилипшая пленка диэлектрика. Величина критического тока анодной пассивации пропорциональна площади фактического контакта между адгезивом и субстратом. [c.205]

Электрокристаллизация платиновых металлов происходит со значительной катодной поляризацией и сопровождается выделением водорода, который частично сорбируется покрытием. По убывающей склонности к сорбции водорода эти металлы располагаются в следующий ряд палладий> иридий> родий> пла-тина> рутений> осмий. Чистый металлургический палладий может поглотить водород в объеме, в несколько сот раз превышающем его собственный. Палладию свойственна также высокая каталитическая активность, что является причиной использования его в процессах металлизации диэлектриков. С другой стороны, это свойство неблагоприятно сказывается при контакте палладия с органическими материалами, в том числе с нитроэмалями, перхлорвиниловой смолой, эпоксидными компаундами, клеем БФ, бакелитовым лаком, особенно в герметизированном объеме, что приводит к повышению его переходного электрического сопротивления. [c.184]

В электролитических конденсаторах только одна обкладка (анод) является проводником первого рода (металлом), второй обкладкой служит проводник второго рода (электролит). При анодном включении вентильного металла оксидная пленка в контакте с электролитом может восстанавливаться, поэтому слабые места и частичные нарущения диэлектрика не приводят к его прогрессивному разрушению и рабочая напряженность поля в оксиде может достигать 400—500 МВ/м, т. е. по крайней мере в десятки раз больше, чем в других типах диэлектриков (бумаге, керамике и пр.). Из-за потерь в электролите потери мощности в электролитических конденсаторах примерно на порядок выше, чем в бумажных конденсаторах. Наличие электролита определяет также существенную зависимость емкости и б конденсаторов от температуры и частоты. [c.383]

Электрическая теория адгезии. Эта теория адгезии была развита и экспериментально подтверждена Б. В. Дерягиным и Н. А. Кротовой. Суть ее сводится к следующему. При отрыве одного из двух тел, соединенных адгезионным швом, от другого, образовавшиеся поверхности оказываются наэлектризованными противоположными зарядами, что может явиться результатом разделения при отрыве тел молекулярного двойного электрического слоя. Дальнейшее развитие электрической теории адгезии привело к возникновению трех точек зрения на механизм образования двойного электрического слоя. Первая точка зрения связана с различной скоростью перехода заряженных частиц из фазы в фазу. Примером может служить термоэлектрическая эмиссия. Между металлом и внешним пространством возникает градиент потенциала, стремящийся задержать эмиссию, который в конечном счете достигает величины, достаточной для прекращения дальнейшей эмиссии. Положительно заряженный металл притягивает электроны из внешнего пространства к своей поверхности, а притянутые электроны отталкиваются электроны металла вглубь. Это приводит к тому, что в поверхностных слоях металла образуется избыток положительных ионов. В связи с этим по обе стороны межфазной поверхности образуется концентрация разноименно заряженных частиц и возникает двойной электрический слой. Предполагается, что при контакте диэлектриков с металлами и двух диэлектриков между собой двойной электрический слой образуется таким же путем. [c.38]

На рис. 2.1. приводилась энергетическия диаграмма инжекционного контакта металл — диэлектрик. На практике реализация таких контактов может представлять сложную задачу. Однако получить эффективную инжекцию можно и при блокирующих контактах при условии достаточно высокой напряженности электрического поля и достаточно тонкого потенциального барьера на границе металл — диэлектрик, что обеспечивает возникновение туннелирования. Для повышения уровня инжекции применяется также подсветка диэлектрика через полупрозрачный электрод (т. е. для генерации неравновесных носителей заряда используется фотоэффект). Распространенным способом повышения интенсивности инжекции является использование металлического острия, вблизи которого на- [c.47]

Для осуществления эффектов Джозефсона не обязательно создавать контакт из диэлектрика. Аналогичный эффект наблюдается, когда проводники соединены тонкой перемычкой (МОС1ИКОМ или контактом) или тонким слоем металла в нормальном состоянии или полупроводника. Такие связи между сверхпроводниками называются слабыми. Сверхпроводники вместе со слабыми связями между ними называются слабосвязанными сверхпроводникам и. [c.377]

Обратные токи барьера Шоттки с учетом сил зеркального изображения. Применим полученные результаты к запирающему контакту металл — полупроводник (барьеру Шоттки). Энергетическая диаграмма такого контакта без учета сил зеркального изображения показана на рис. 10.5, а. Учет сил зеркального изображения вызывает округление барьера и уменьшение его высоты (рис. 10.5, б). При приложении обратного смещения ( минус к металлу) высота барьера понижается согласно (10.5) пропорционально YvJd, где d — толщина слоя диэлектрика. В рассматриваемом случае роль этого слоя играет приконтактная область полупроводника, обедненная [c.276]

Инжекция неосновных носителей происходит при подаче прямого смещення на р — п-переход, гетеропереход или контакт металл — полупроводник вследствие уменьшения разности потенциалов на контакте. Инжектированные неосновные носители проникают в полупроводник на глубину, определяемую рекомбинацией она по порядку величины совпадает с диффузионной длиной в слабых внеш. нолях и с дрейфовой длиной (см. Дрейф носителей заряда) в сильных полях. Инжекция неосновных носителей лежит в основе действия полупроводникового диода, транзистора и др, полупроводниковых приборов. Изучение стационарных и переходных процессов И. н. з. позволяет исследовать подвижности носителей, а также определить концентрации, энергетич. положения и сечения захвата примесных центров в высокоомных полупроводниках и диэлектриках. Прохождение инжекционных токов является одним из механизмов переноса заряда в тонких диэлектрич. плёнках. [c.148]

В случае электронной электропроводности обмен носителями заряда между диэлектриком и электродами существенно облегчается. Однако и в этом случае плотность тока существенно зависит от особенностей электронной структуры контактирующей пары. Электронный контакт металла и диэлектрика может быть нейтральным (омическим), если работа выхода электрона из металла в диэлектрик равна работе выхода электрона из металла в вакуум (ф = Ф) блокирующим (запирающим), если ф>Ф, и инжек-ционным, если ф<Ф. На рис. 2.1 приведены сравнительные энергетические диаграммы контактов металл — вакуум (М—В) и металл— диэлектрик (М — Д). В случае диэлектрика показаны два варианта инжектирующий контакт, способствующий переходу электронов в зону проводимости диэлектрика (уровень дна этой зоны п), и инжектирующий контакт, способствующий переходу дырок в валентную зону диэлектрика (потолок этой зоны обозначен в). [c.46]

Шамовский и Родионова полагали, что исследования Гил-лео [2891 являются прямым подтверждением их предположения о механизме селективного поглощения в спектральной полосе 288 тр.. Гиллео выяснял влияние диэлектрика на работу выхода при фотоэффекте с металла в диэлектрик. Очевидно, что при контакте металла с щелочногалоидным кристаллом работа выхода с металла в диэлектрик должна уменьшаться на величину энергии электрона в зоне проводимости, которая по приближенной оценке Мотта и Герни составляет около 0,5 эв. [14]. Для проверки указанного значения энергии Гиллео наносил на пластинки щелочно-галоидного кристалла слои серебра и по красной границе фотоэффекта определял работу выхода с серебра в кристаллы хлористого и бромистого калия. Было найдено значение около 4,3 эв. (- 285 та) вместо 4,7 эв. для работы выхода с металлического серебра в вакуум. [c.173]

Электроды, используемые при испытаниях твердых диэлектриков, в случае плоских и фасонных образцов изготовляются из нержавеющей стали, меди или латуни. При этом их (рис. 6-3, в) плотно прижимают к образцу при давлении 1 кПсм , рабочая поверхность их должна быть ровной и отшлифованной. Электроды следует расположить с противоположных сторон образца так, чтобы их оси совпадали. Вместо указанных металлов может быть применен алюминий в виде фольги толщиной не более 0,01 мм. Для получения хорошего контакта с диэлектриком вырезанные из фольги круги или полосы по размерам, указанным выше, смазывают вазелином или трансформаторным маслом и тщательно притирают к поверхности образца. Можно также соединять электроды с образцом, применяя мягкую резину, которую прижимают к электроду, создавая давление 0,1 кПсм . Во многих случаях применяют электроды, получаемые вжиганием серебра (для керамики, стекла, слюды и т. п.). Используются также электроды из меди, алюминия и серебра, осаждаемых распылением под вакуумом при остаточном давлении не более 10 мм рт. ст. Размеры электродов должны соответствовать указанным выше, а слой металла должен быть равномерный, без просветов и рваных краев, видимых через лупу с увеличением до 5. [c.157]

Серебро —белый, блестяш,ий металл, стойкий против окисления при нормальной температуре. Серебро имеет меньшее удельное сопротивление р (при нормальной температуре), чем какой бы то ни было другой металл (см. табл. 7-1). Механические свойства серебряной проволоки Ор около 200 МПа, МП примерно 50 %. Такую проволоку используют для изготовления контактов, рассчитанных на небольшие токи. Серебро применяют также для непосредственного нанесения на диэлектрики в качестве электродов в производстве керамических и слюдяных конденсаторов. Для этой цели используют метод вжигания или испарения в вакууме. Недостатком серебра является его склонность к миграции внутрь диэлектрика, на который нанесено серебро, в условиях высокой влажности, а также при высоких температурах окружающей среды. Химическая стойкость серебра по сравнению с другими благородными металлами пониженная. [c.215]

Если толщина пленки d порядка длины свободного пробега электрона в диэлектрике или меньше ее (d < X), то использовать понятие подвижности носителей заряда для расчета сопротивления такой пленки нельзя. В этом случае электроны металла, преодолевшие потенциальный барьер Фо и влетевшие в диэлектрическую пленку, будут попадать на второй контакт практически без столкновений (рис. 10.3, б). Такой механизм прохождения свободных зарядов через тонкую диэлектрическую пленку называют надбарьерной инжещией, или надбарьерной эмиссией. Воспользовавшись аналогией с термоэлектронной эмиссией в вакуум, можно определить плотности встречных электронных токов с металлических контактов по формуле Ричардсона — Дешмена [c.274]

В том случае, когда одно из трущихся тел или оба являются диэлектриками, на их поверхности может возникать ДЭС в результате трибоэлектризации. Поэтому в зазоре между трущимися поверхностями почти всегда имеется большей или меньшей силы электрическое поле, которое обусловливает электрокинетические явления, способствующие уменьшению трения и износа благодаря отложению на участке фактического контакта ионов, коллоидных частиц или частиц катодного металла, находящихся в смазке в поле ДЭС. Исключение составляет случай, когда смазка неэлек-тропроводна, трибодеструкция ее мала и трение идет между однородными металлами (случай граничного трения). [c.12]

Изменение А. вследствие возникновения двойного электрич, слоя в зоне контакта и образования донор-но-акценторной связи для металлов и кристаллов определяется состояниями внеш. электронов атомов поверхностного слоя и дефектами кристаллич. решётки, полупроводников — поверхностными состояниями и наличием примесных атомов, а диэлектриков — дипольным моментом функциональных групп молекул на границе фаз. Площадь контакта (и величина А.) твёрдых тел зависит от их упругости и пластичности. Усилить А. можно путём активации, т. е. изменения морфологии и анергетич. состояния поверхности ме-ханич, очисткой, очисткой с помощью растворов, вакуумированием, воздействием вл,-магн. излучения, НОННОЙ бомбардировкой, а также введением разл. функциональных групп. Значит. А. металлич. плёнок достигается электроосаждением, металлич. и неме-таллич. плёнок — термич. испарением и вакуумным напылением, тугоплавких плёнок — с помощью плазменной струи. [c.25]

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ — общее название разнообразных приборов, действие к-рых основано на свойствах полупроводников — однородных (табл. 1) и неоднородных, содержащих р — п-переходы и гетеропереходы (табл. 2, 3). В П. п. используются разл. явления, связанные с чувствительностью полупроводников к внеш. воздействиям (изменению темп-ры, действию света, электрич. и мвгн. полей п др.), а также поверхностные свойства полупроводников (контакт полупроводник — металл, полупроводник — диэлектрик н их сочетания). [c.47]

ЭКСТРАКЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЙДА (от лат. extra -tio—извлечение)—обеднение полупроводника (диэлектрика) носителями заряда благодаря их вытягиванию в контакт с металлом или др. полупроводником. Э. и. з.— явление, противоположное инжекции носителей заряда. 3. к. з. происходит, когда внеш. электрич. поле совпадает по направлению с полем приконтактного потенциального барьера, что приводит к увеличению его высоты и преоблада- [c.505]

Между неполярными адгезивами и субстратами реализуются преимущественно Ван-дер-Ваальсово взаимодействие или водородные связи. При протекании на фанице раздела фаз реакций образуются химические связи и наблюдается образование двойного электрического слоя. Изменение адгезии вследствие возникновения двойного электрического слоя в зоне контакта и образования донорно-акцепторной связи определяется для металлов и кристаллов состоянием внешних электронов атомов поверхностного слоя и дефектами кристаллической решетки, для пО]Тупроводников - поверхностными состояниями и наличием примесных атомов, а для диэлектриков - дипольным моментом функциональных групп молекул на границе фаз. [c.93]

Углефафитовые материалы используют в качестве электродов, нагревателей, торцовых уплотнителей. В зависимости от условий эксплуатации к соединению углеграфитовых материалов с металлами предъявляются требования достаточной прочности (по углеграфитовому элементу), герметичности, малого электросопротивления в зоне контакта, в ряде случаев повышенной коррозионной стойкости. Диэлектрики в электронных микросхемах служат в качестве подложки, на которую в вакууме наплавляют тонкие металлические пленки, к которым затем присоединяют металлические проводники. В качестве диэлектриков используют си-таллы различных марок фотоситаллы, кварцевое стекло, стекла С41, на которые в вакууме напыляются медные пленки толш,иной 0,4. .. 0,45 мкм по адгезионному подслою хрома или титана толщиной 0,05 мкм. [c.515]

Важную роль в процессах электроперепоса в диэлектриках играют контактные явления на границах диэлектрика с металлическими электродами. В случае ионной (точнее, катионной) электропроводности стационарный постоянный ток может быть обеспечен только в том случае, когда анод изготовлен из металла, ноны которого переносят в диэлектрике электрический заряд. Например, в технических устройствах, использующих ионную электропроводность в кристаллах Rb4AgIs, в которых ток осуществляется ионами Ag+, анод изготовляют из серебра (см. 4.4). Контакт диэлектрик — металл, обеспечивающий свободный обмен носителями заряда, называют нейтральным. В противном случае на постоянном напряжении носители заряда быстро истощаются п в приэлектродной области возникает обедненный слой с повышенным электрическим сопротивлением, а ионный ток через диэлектрик со временем уменьшается. В результате распределение электрического напряжения между металлическими электродами в диэлектрике становится неоднородным — вблизи контакта напряженность электрического толя повышается. Такой процесс азы-вается формовкой. [c.45]

По данным В. П. Смилги [18], исследовавшего влияние температуры на электростатическую составляющую адгезии при контакте двух аморфных тел, сила адгезии может расти и падать при повышении температуры в зависимости от конкретных параметров, контролирующих реакцию в данном случае. Данные по исследованию температурной зависимости адгезии между металлом и пленкой диэлектрика пока неизвестны. Можно предполагать, что и в этом случае температурный коэффициент адгезии может быть положительным или отрицательным, а иногда равным нулю. [c.93]

Серебро — благородный металл, стойкий против окисления при нормальной температуре. Серебро отличается от других металлов наименьшими значениями удельного электрического и теплового сопротивлений (см. табл. 44). Временное сопротивление растяжению для серебряной проволоки составляет около 30 кПсм . Такую проволоку используют для изготовления контактов, рассчитанных на небольшую силу тока. Серебро применяют также для непосредственного нанесения на диэлектрики, в качестве обкладок, в производстве керамических и слюдяных конденсаторов. Для этой цели используют метод вжигания или испарения в вакууме. [c.291]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...