Nonlinearity of current-voltage characterustics of diamond-like carbon thin films with nikel impurity

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The current-voltage characteristics for Pt/DLC/Pt structures based on thin (40 nm) diamond-like carbon (DLC) films with Ni impurity have been studied at room temperature. The films were synthesized in the hallow Ni-cathode discharge from the mixture of argon and propane at simultaneous deposition of the DLC and Ni. The Ni concentration (10, 20 and 40 at. %) was controlled by variation of the propane portion (reactive gas) in plasma forming gas (argon) in the range of C3H8: Ar ~ 1:(1000…7000). Nonlinearity of the conductance G dependence on transverse voltage V agrees with Frenkel–Paul model: G ∝ exp(AV1/2). Observed decrease of the ln(G) - V1/2 dependence slope with increase of the Ni content was connected with increase of the DLC(Ni) dielectric permeability. Percolation threshold corresponds to Ni concentration of ~ 20 at.%.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Vedeneev

Kotelnikov Institute Radioengineering and Electronics RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: asv335@fireras.su

Fryazino Branch

俄罗斯联邦, Vvedenskogo Squar. 1, Fryazino, Moscow region, 141190

A. Kozlov

Kotelnikov Institute Radioengineering and Electronics RAS

Email: asv335@fireras.su

Fryazino Branch

俄罗斯联邦, Vvedenskogo Squar. 1, Fryazino, Moscow region, 141190

D. Kolodko

Kotelnikov Institute Radioengineering and Electronics RAS

Email: asv335@fireras.su

Fryazino Branch

俄罗斯联邦, Vvedenskogo Squar. 1, Fryazino, Moscow region, 141190

V. Luzanov

Kotelnikov Institute Radioengineering and Electronics RAS

Email: asv335@fireras.su

Fryazino Branch

俄罗斯联邦, Vvedenskogo Squar. 1, Fryazino, Moscow region, 141190

I. Sorokin

Kotelnikov Institute Radioengineering and Electronics RAS

Email: asv335@fireras.su

Fryazino Branch

俄罗斯联邦, Vvedenskogo Squar. 1, Fryazino, Moscow region, 141190

A. Bugaev

Kotelnikov Institute Radioengineering and Electronics RAS; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: asv335@fireras.su

Fryazino Branch

俄罗斯联邦, Vvedenskogo Squar. 1, Fryazino, Moscow region, 141190; Institutskii Lane, 9, Dolgoprudny, Moscow region, 141700

参考

  1. Robertson J. // Mater. Sci. Engineer. R: Rep. 2002. V. 4. № . 37. P. 129.
  2. Koidl P., Wild C., Dischler B. et al. // Mater. Sci. Forum. 1990. V. 52–53. P. 41.
  3. Zou J. W., Reichelt K., Schmidt K., Dischler B. // J. Appl. Phys. 1989. V. 65. № 10. P. 3914.
  4. Kaplan S., Jansen F., Machonkin M. // Appl. Phys. Lett. 1985. V. 47. № 7. P. 750.
  5. Grill A., Meyerson B. S., Patel V. V. et al. // J. Appl. Phys. 1987. V. 61. № 8. P. 2874.
  6. Иванов-Омский В.И., Толмачев А. В., Ястребов С. Г. // ФТП. 2001. Т. 35. № 2. С. 227.
  7. Jager C., Gottwald J., Spiess H. W., Newport R. J. // Phys. Rev. B. 1994. V. 50. № 2. P. 846.
  8. Dimigen H., Klages C. P. // Surf. Coat. Technol. 1991. V. 49. № 1–3. P. 543.
  9. Khurshudov A., Kato K., Daisuke S. // J. Vac. Sci. Technol. A. 1996. V. 14. № 5. P. 2935.
  10. He X. M., Hakovirta M., Nastasi M. // Mater. Lett. 2005. V. 59. № 11. P. 1417.
  11. Wei Q., Narayan R. J., Sharma A. K. et al. // J. Vac. Sci. Technol. A. 1999. V. 17. № 6. P. 3406.
  12. Damasceno J. C., Camargo S. S., Freire F. L., Carius R. // Surf. Coat. Technol. 2000. V. 133–134. P. 247.
  13. Gampp R., Gantenbein P., Kuster Y. et al. // Proc. SPIE. 1994. V. 2255. P. 92.
  14. Donnet C., Fontaine J., Grill A. et al. // Surf. Coat. Technol. 1997. V. 94–95. P. 531.
  15. Grischke M., Bewilogua K., Trojan K., Dimigen H. // Surf. Coat. Technol. 1996. V. 74–75. Pt.2. P. 739.
  16. Wei Q., Sankar J., Narayan J. // Surf. Coat. Technol. 2001. V. 146–147. P. 250.
  17. Луцев Л. В., Яковлев С. В., Сиклицкий В. И. // ФТТ. 2000. Т. 42. № . 6. С. 1105.
  18. Луцев Л. В., Звонарева Т. К., Лебедев В. М. // Письма в ЖТФ. 2001. Т. 27. № 15. С. 84.
  19. Мороз О. Ю., Наквасина Е. Ю. // Сб. трудов XII Всерос. школы-семинара “Волновые явления в неоднородных средах”. Звенигород. 24–29 мая 2010. М.: Физфак МГУ, 2010. Т. 7. С. 57.
  20. Nikolaychuk G. A., Yakovlev S. V., Moroz O. Y., Nakvasina E. Y. //13th Int. Conf. on Electromechanics, Electrotechnology, Electromaterials and Components (ICEEE – 2010). Alushta 19–25 Sept. M: MPEI, 2010. V. 4. P. 46.
  21. Николайчук Г. А., Мороз О. Ю., Дунаевский С. М. // ЖТФ. 2018. Т. 88. № 11. С. 1672.
  22. Веденеев А. С., Лузанов В. А., Рыльков В. В. // Письма в ЖЭТФ. 2019. Т. 109. № 3. С. 170.
  23. Vedeneev A. S., Luzanov V. A., Rylkov V. V. // Semiconductors. 2019. V. 53. № 14. P. 1970.
  24. Николаев С. Н., Веденеев А. С., Лузанов В. А. и др. // РЭ. 2021. Т. 66. № 10. С. 1024.
  25. Frenkel J. // Phys. Rev. 1938. V. 54. № 8. P. 647.
  26. Френкель Я. И. // ЖЭТФ. 1938. Т. 8. № 12. С. 1292.
  27. Насыров К. А., Гриценко В. А. // Успехи физ. наук. 2013. Т. 183. № 10. С. 99.
  28. Peng P., Xie D., Yang Y. et al. // J. Appl. Phys. 2012. V. 111. № 8. P. 084501.
  29. Zhuge F., Dai W., He C. L. et al. // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 96. № 16. P. 163505.
  30. Takabayasi S., Yang M., Ogawa Sh. et al. // J. Appl. Phys. 2014. V. 116. № 9. P. 093507.
  31. Шкловский Б. И. // ФТП. 1979. Т. 13. № 1. С. 93.
  32. Шкловский Б. И., Эфрос А. Л. // Успехи физ. наук. 1975. Т. 117. № 3. С. 401.
  33. Pollak M., Hauser J. J. // Phys. Rev. Lett. 1973. V. 31. № 21. P. 1304.
  34. Райх М. Э., Рузин И. М. // Письма в ЖЭТФ. 1986. Т. 43. № 9. С. 437.
  35. Сорокин И. А., Колодко Д. В., Краснобаев К. И. //РЭ. 2020. Т. 65. № 3. С. 288.
  36. Лузанов В. А., Веденеев А. С. // РЭ. 2018. Т. 63. № 9. С. 1007.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Dependence of the percentage content of nickel in DLC(Ni) and the film growth rate on the ratio of partial pressures of argon and propane.

下载 (15KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Volt-ampere characteristics of Pt/DLC(Ni)/Pt structures with different nickel concentrations: 10 (1), 20 (2), 40 at.% (3).

下载 (12KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Dependence of conductance G on |V |1/2 at different nickel concentrations: 10 (1), 20 (2), 40 at.% (3).

下载 (15KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dependence of resistance of Pt/DLC(Ni)/Pt structures on Ni content.

下载 (9KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024