Содержание к диссертации
ВВЕДШИЕ 4
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1. Теория эффектов слабой локализации электронов и межэлектронного взаимодействия II
1.2. Экспериментальное исследование квантовых эффектов в неупорядоченных металлических пленках 25
1.3. Постановка задачи и выбор объектов исследования 31
ГЛАВА 2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ОБРАЗЦОВ И МЕТОДИКА
ИЗМЕРЕНИЙ 35
2.1. Изготовление тонкопленочных образцов 35
2.2. Методика определения параметров образцов 38
2.3. Измерения на постоянном токе при низких температурах 45
2.4. Выводы 50
ГЛАВА 3. ЭФФЕКТЫ СЛАБОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ И МЖЭЛЕКТРОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ТОНКИХ ПЛЕНКАХ НОРМАЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ 51
3.1. Изучение магнитопроводимости тонких пленок меди и серебра 52
3.2. Исследование совместного проявления эффектов СЛЭ и ЭЭВ в температурной зависимости проводимости пленок 60
3.3. Выводы 66
ГЛАВА 4. КВАНТОВЫЕ ЭФФЕКТЫ В ДВУМЕРНЫХ ПЛЕНКАХ СВЕРХПРОВОД
НИКОВ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ВЫШЕ КРИТИЧЕСКОЙ 68
4.1. Влияние магнитного поля на проводимость тонких пленок алкминия и ниобия 69
4.2. Температурные зависимости проводимости тонких пленок сверхпроводников
4.3. Выводы 86
ГЛАВА 5. ПРОЯВЛЕНИЕ КВАНТОВЫХ ЭФФЕКТОВ В СИСТЕМАХ С
ПРОТЕКАНИЕМ 88
5.1. Переход металл-диэлектрик в протекательной структуре 88
5.2. Теория слабой локализации электронов и межэлектронного взаимодействия в системах с протеканием 90
5.3. Экспериментальные результаты и их обсуждение 93
5.4. Выводы ИЗ
ГЛАВА 6. ХАРАКТЕРНЫЕ ВРЕМЕНА РЕЛАКСАЦИИ ЭНЕРГИИ И СПИНА
ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДИМОСТИ 116
6.1. Результаты теории 116
6.2. Методика определения времен 121
6.3. Обсуждение экспериментальных результатов 122
6.4. Выводы 128 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Введение к работе
Интенсивное развитие современной криоэлектроники основано на широком использовании новейших достижений физики низкотемпературных электронных процессов, происходящих в металлических, полупроводниковых, диэлектрических пленках, многослойных структурах, инверсионных слоях полупроводников и т.д. Практически все эти объекты обладают той или иной степенью неупорядоченности за счет либо наличия дефектов кристаллической решетки, либо включения примесей, либо сложной поликристадлической структуры. Низкотемпературное поведение неупорядоченных систем имеет свои особенности. В последнее время значительный прогресс в его изучении связан с открытием двух макроскопических квантовых эффектов - локализации электронов /I/ и усиления электрон-электронного взаимодействия в присутствии примесного рассеяния /2/. Актуальность экспериментального исследования этих эффектов объясняется следующими причинами. Во-первых, указанные эффекты являются отражением квантовой природы вещества, присущи любым объектам, обладающим беспорядком, и могут быть обнаружены в эксперименте. Во-вторых, большого успеха достигла теория эффектов локализации и взаимодействия электронов, в которой применение современных методов расчета позволяет получить ряд точных результатов, требующих экспериментальной проверки. В-третьих, изучение квантовых эффектов открывает уникальную возможность получения богатой информации о процессах релаксации энергии и спина электронов проводимости в исследуемых неупорядоченных объектах. Эта информация имеет важное практическое значение, так как она позволяет предсказывать такие характеристики различных электронных устройств, как рабочий диапазон частот и быстродействие. Предметом настоящей работы явилось экспериментальное изучение эффектов локализации электронов и электрон-электронного взаимодействия в пленках нормальных металлов и сверхпроводников. Особое внимание было уделено исследованию зависимостей квантовых вкладов в проводимость этих пленок от температуры и магнитного поля. Отдельно рассмотрены вопросы, связанные с особенностями проявления квантовых эффектов в макроскопически неоднородных системах на примере гранулированных пленок меди с кислородом. Важное место в работе занимает анализ полученных для всех исследованных пленок данных о процессах релаксации фазы волновой функции, энергии и спина электронов проводимости. диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Работа содержит 101 странно/машинописного текста, 29 рисунков, 3 таблищи список литературы, включающий 103 нажменовагош.
Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, определен предмет исследования и дается краткий обзор содержания работы.
В первой главе содержится обзор литературы, в котором рассматривается физическая сущность изучаемых квантовых эффектов, приводятся необходимые теоретические выражения и анализируются результаты предшествующего экспериментального исследования квантовых вкладов в проводимость металлических пленок. В конце главы формулируется постановка задачи и выбор объектов исследования.
Во второй главе описывается экспериментальная техника низкотемпературных измерений на постоянном токе, рассмотрены вопросы технологии нанесения пленок, методики изготовления образцов и определения их параметров. Для сравнительно толстых (трехмерных) гранулированных пленок Си х 0Х приводятся результаты исследования состава и структуры образцов.
Третья глава посвящена описанию экспериментов по исследованию особенностей низкотемпературного поведения проводимости тонких пленок меди и серебра, обусловленных проявлением эффектов локализации электронов и межэлектронного взаимодействия.
В четвертой главе анализируются результаты проведенного исследования квантовых эффектов в тонких пленках сверхпроводников при температуре выше критической.
В пятой главе описываются эксперименты, посвященные исследованию особенностей проявления квантовых эффектов в макроскопически неоднородных трехмерных системах на примере гранулированных пленок Си 0Х 1-Х Л
В шестой главе излагается новый метод определения времен релаксации фазы, энергии и спина электронов проводимости и анализируются полученные с его помощью для всех исследованных в работе пленок данные.
В конце каждой главы формулируются выводы, а основные выводы диссертации приводятся в заключении.
Основные результаты настоящего исследования опубликованы в 7 печатных работах, и докладывались на:
1. 22-ом Всесоюзном совещании по физике низких температур, НТ-22, Кишинев, 1982.
2. 21-ой Международной конференции стран-членов СЭВ по физике и технике низких температур, Варна, 1983.
3. 12-ой Конференции молодых ученых и специалистов ИРЭ Ж СССР, Москва, 1983,
а также научных семинарах в ИРЭ -АН СССР и ФТИ Ж СССР имени А.Ф.Иоффе.
