Chemistry, Physics and Technology of Surface, 2010, 1 (2), 128-137.

Effect of Surface on Charge Transfer in Metall Thin-Films Based on Intransitive Metals



R. I. Bigun, Z. V. Stasyuk, M. Yu. Barabash, Yu. A. Kunitsky

Abstract


The problems of ultrathin stable electrically continuous metal films fabrication and their electron transport properties investigation were discussed. The surfactant underlayers utilizing to prevent the coagulation process of metal grains during metal film condensation has been discussed. The analyzed modern theoretical views on electron transport properties of metal film have been reviewed. The experimental data are explained within the framework of modern theoretical models.

Full Text:

PDF (Русский)

References


Schroder K., Zhang Le. Unusual low resistivity of sub-nm thick Cr overlayers on Ge substrates // Phys. Status Solidi B. – 1994. – V. 183. – P. k5–k8.

Lewowski T., Wechorek P. Surfactant effect of sb on the growth of ag films on sapphire substrate // Appl. Surf. Sci. – 1996. – V. 93. – P. 85–87.

Бородчук А.В., Дорош О.Б., Стасюк З.В. Вплив субатомних підшарів сурми на металізацію плівок срібла та міді // Вiсн. Львiвського Університету. Сер. фіз. – 2000. – Т. 33. – С. 328–332.

Tringides M.C., Jalochowski M., Bauer E. Quantum Size Effects in Metallic Nanostructures // Phys. Today. – 2007. – V. 60, N 4. – P. 50–54.

Fuchs K. The conductivity of thin metallic films according to the electron theory of metals // Proc. Cambridge Philos. Soc. – 1938. – V. 34. – P. 100–108.

Sondheimer E.H. The Mean Free Path of Electrons in Metals // Adv. Phys. – 1952. – V. 1. – P. 1–42.

Mayadas A.F., Shatzkes M. Electrical-resistivity model for polycrystalline films: the case of arbitrary reflection at external surfaces // Phys. Rev. B. – 1970. – V. 1, N 4. – P. 1382–1389.

Tellier C. R., Tosser A. J. Size effects in thin films. – Amsterdam; Oxford; New-York: Elsevier Sci. Publ. Com., 1982. – 310 p.

Warkusz F. Electrical and mechanical properties of thin metal films: size effects // Prog. Surf. Sci. – 1980. – V. 10, N 3. – P. 287–382.

Namba Y. Resistvitity and its temperature coefficient of thin metal films with rough surface // Jpn. J. Appl. Phys. – 1970. – V. 9. – P. 1326–1340.

Stasyuk Z.V. Quasiclassical models of electron transport phenomena in thin metal films // J. Phys. Studies. – 1999. – V. 3, N 1. – P. 102–106.

Стасюк З.В., Лопатинський А.І. Розмірні кінетичні явища в тонких плівках металів. Класичні ефекти // Фізика і хімія твердого тіла. – 2001. – Т. 2, № 4. – С. 521–542.

Feibelman P.J. Static quantum-size effects in thin crystalline, simple-metal films // Phys. Rev. B. – 1983. – V. 27. – P. 1991–1996.

Boettger J.C., Trickey S.B. Quantum size effects in equilibrium lithium ultrathin layers // Phys. Rev. B. – 1992. – V. 45. – P. 1363–1372.

Kurbatsky V.P., Pogosov V.V. Analytical model for the Fermi energy and the work function of thin metallic films // Vacuum. – 2004. – V. 74. – P. 185–189.

Бігун Р.І., Стасюк З.В. Електронна структура ультратонких плівок міді та золота // Фізика і хімія твердого тіла. – 2009. – Т. 10, № 2. – C. 295–298.

Лифшиц И.М., Косевич А.М. Об осцилляциях термодинамических величин для вырожденного ферми-газа при низких температурах // Изв. АН СССР. Сер. физ. – 1955. – Т. 19, № 4. – С. 395–403.

Огрин Ю.Ф., Луцкий В.Н., Елинсон М.И. О наблюдении квантовых размерных эффектов в тонких пленках висмута // Письма в ЖЭТФ. – 1966. – Т. 3, № 3. – С. 114–118.

Сандомирский В.Б. Квантовый эффект размеров в пленке полуметалла // Радиотехника и электроника. – 1967. – Т. 52, № 1. – С. 158–166

Комник Ю.Ф. Физика металлических пленок. Размерные и структурные эффекты – Москва: Атомиздат, 1979.– 264 с.

Te?anovi? Z., Jari? M., Maekawa S. Quantum transport and surface scattering // Phys. Rev. Lett. – 1986. – V. 57, N 21. – P. 2760–2763.

Tesanovic Z. Surface scattering effects in quantum transport // J. Phys. C: Solid State Phys. – 1987. – V. 20, N 6. – P. 829–834.

Trivedi N., Ashcroft N.W. Quantum size effects in transport properties of metallic films // Phys. Rev. B. – 1988. – V. 38, N 17. – P. 12298–12309.

Fishman G., Calecki D. Surface-induced resistivity of ultrathin metallic films: a limit law // Phys. Rev. Lett. – 1989. – V. 62, N 11. – P. 1302–1305.

Sheng L., Xing D.Y., Wang Z.D. Transport theory in metallic films: crossover from the classical to the quantum regime // Phys. Rev. B. – 1995. – V. 51, N 11. – P. 7325–7328.

Munoz R., Vidal G., Kremer G. et al. Surface-induced resistivity of gold films on mica: comparison between the classical and the quantum theory // J. Phys. Condens. Matter. – 1999. – V. 11, N 26. – P. 299–307.

Munoz R.C., Finger R., Arenas C. et al. Surface-induced resistivity of thin metallic films bounded by a rough fractal surface // Phys. Rev. B. – 2002. – V. 66. – P. (205401)1–9.

Munoz R., Arenas C., Kremer G. et al. Surface-induced resistivity of CoSi2 films and violations of Mathiessen's rule // J. Phys. Condens. Matter. – 2003. – V. 15, N 3. – P. 177–184.

Makarov N.M., Moroz. A.V., Yampolskii V.A. Classical and quantum size effects in electron conductivity of films with rough boundaries // Phys. Rev. B. – 1995. – V. 52, N 8. – P. 6087–6101.

Makarov N.M., Tarasov Yu.V. Electron localization in narrow surface-corrugated conducting channels: manifestation of competing scattering mechanisms // Phys. Rev. B. – 2001. – V. 64. – P. 235306 (1–14).

Izrailev F.M., Makarov N.M., Rendon M. Gradient and amplitude scattering in surface-corrugated waveguides // Phys. Rev. B. – 2005. – V. 72, N 4. – P. (041403)1–4.

Meyerovich A.E., Ponаmarev I.V. Surface roughness and size effects in quantized films // Phys. Rev. B. – 2002. – V. 65. – P. (155413)1–15.

Meyerovich A.E., Stepaniants S. Transport Phenomena at Rough Boundaries // Phys. Rev. Lett. – 1994. – V. 73. – P. 316–319.

Meyerovich A.E., Cheng Y. Mode Coupling in Quantized High Quality Films // Phys. Rev. B. – 2006. – V. 73. – P. (085404)1–22.

Meyerovich A.E., Chen D. Topological Phase Transitions in Periodically Modulated Quantized Metal Films // Phys. Rev. B. – 2002. – V. 66. – P. (235306)1–5.

Hoffman H., Fisher G. Electrical conductivity in thin and very thin platinum films // Thin Solid Films. – 1976. – V. 36. – P. 25–28.

Fisher G., Hoffman H. Oscillations of the electrical conductivity with film thickness in very thin platinum films // Solid State Commun. – 1980. – V. 35, N 10. – P. 793–796.

Fisher G., Hoffman H. Size quantization of electronic states in very thin platinum films // Z. Phys. B: Condens. Matter. – 1980. – V. 39, N 4. – P. 287–297.

Jalochowski M., Bauer E. Quantum size and surface effects in the electrical resistivity and high-energy electron reflectivity of ultrathin lead films // Phys. Rev. B. – 1988. – V. 38, N 8. – P. 5272–5280.

Jalochowski M., Hoffman M., Bauer E. Quantized Hall Effect in Ultrathin Metallic Films // Phys. Rev. Lett. – 1996. – V. 76. – P. 4227–4229.

Vilfan I., Henzler M., Pfennigstotf O., Pfn?r H. Anomalous thickness dependence of the Hall effect in ultrathin Pb layers on Si(111) // Phys. Rev. B. – 2002. – V. 66. – P. (241306)1–4.

Vilfan I., Pfn?r H. Charge-carrier transport properties of ultrathin Pb films // Eur. Phys. J. B. – 2003. – V. 36, N 2. – P. 281–287.

Schumacher D., Stark D. Electrical conduction in superimposed metal films // Surf. Sci. – 1982. – V. 123, N 2–3. – P. 384–396.

Михайлов Г.М., Маликов И.В., Черных А.В. Влияние квантового размерного эффекта для скользящих электронов на электронную проводимость металлических пленок // Письма в ЖЭТФ. – 1997. – Т. 66, № 11. – С. 693–699.

Stasyuk Z., Kozak M., Penyukh B., Bihun R. The transition from quantum to classical electron transport in palladium films of nanometer thickness // J. Phys. Studies. – 2003. – V. 7, N 2. – P. 207–208.

Бігун Р.І., Стасюк З.В. Перехід від квантового до класичного переносу заряду в тонких плівках міді // Фізика і хімія твердого тіла. – 2005. – Т. 6, № 3. – С. 414–417.

Стасюк З.В., Бігун Р.І. Балістичний перенос заряду в ультратонких плівках міді // Металлофизика и новейшие технологии. – 2007. – Т. 29, № 6. – С. 781–785.

Бігун Р.І., Стасюк З.В. Перенесення заряду в ультратонких плівках золота // Металлофизика и новейшие технологии. – 2008. – Т. 30, № 6. – С. 827–832.

Бігун Р.І., Стасюк З.В. Вплив сурфактантних підшарів германію на структуру та електропровідність тонких полі­кристалічних плівок міді нанометрової товщини // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. – 2008. – Т. 6, № 1. – С. 17– 24

Бігун Р. I., Стасюк З.В., Бородчук А.В., Пастирський Я.A. Вплив сурфактантних підшарів Sb та Ge на структуру плівок Cu і Au // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. – 2009. – Т. 7, № 2. – С. 529–533.




Copyright (©) 2010 R.I. Bigun, Z.V. Stasyuk, M.Yu. Barabash, Yu.A. Kunitsky

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.