`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Раскрыт квантовый механизм возникновения сильных напряжений в тонких пленках

0 
 

Раскрыт квантовый механизм возникновения сильных напряжений в тонких пленках

Считывающие головки в жестких дисках, лазеры в DVD-проигрывателях, транзисторы в компьютерных микросхемах и многие другие компоненты содержат сверхтонкие пленки металлов или полупроводников. Напряжения, которые возникают в таких пленках в процессе их изготовления, влияют на их оптические и магнитные свойства, ведут к образованию дефектов кристаллической решетки и, в итоге, к поломке устройств.

До сих пор считалось, что эти напряжения главным образом обусловлены тем, что пленки и подложки сделаны из разных материалов и их кристаллические решетки не совпадают, приводя к возникновению попеременных притяжений и отталкиваний между атомами.

Исследователи из Института Макса Планка в Штутгарте (Германия) открыли существование дополнительного источника напряжений. Они выяснили, что за сильные нагрузки в тонких пленках несет ответственность ранее неизвестное квантовомеханическое явление, базирующееся на эффекте квантового ограничения (quantum confinement). В зависимости от толщины пленки напряжения могут достигать величин, в тысячу раз превышающих стандартное атмосферное давление.

В пленках, толщиной в несколько атомов, электроны в волновом смысле «ощущают» границы материала. В результате такого квантового ограничения они могут занимать только дискретные энергетические уровни.

При последовательном (на один атом) наращивании толщины пленки энергия электронов флуктуирует, то увеличиваясь, то уменьшаясь. Соответственно, пленка стремится принять толщину, при которой энергия электронов минимальна, то есть, попеременно испытывает растягивающие и сжимающие усилия. Они приводят к возникновению напряжений в месте фиксированного крепления пленки к подложке.

Понимание этого будет полезно для контроля оптических и механических свойств тонкопленочных систем и увеличения их стабильности. Кроме того, новый механизм позволит разрабатывать высокочувствительные сенсоры.

Исследователи из Штутгарта разработали модель, комбинирующую теорию свободных электронов с закон Гука, которая описывает упругое состояние тонких пленок. Они продолжают работу и пытаются «заморозить» напряженное состояние для того, чтобы научиться контролировать нагрузки и в более толстых пленках, толщиной порядка 100 нм.

Знаковий кейс: найбільша стрімінгова платформа України модернізує мережу обладнанням ARISTA

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT