Анотація до роботи:

Пенюх Богдан Романович. Вплив неоднорідностей поверхні на перенос заряду в тонких плівках металів.– Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.18 – фізика і хімія поверхні.– Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника. Міністерство освіти і науки України, Івано-Франківськ, 2005 рік.

На захист винесено результати досліджень, опублікованих у 18 наукових працях, присвячених дослідженню структури та електрофізичних властивостей тонких плівок металів. Експеримент проведено в умовах надвисокого вакууму при тиску залишкових газів, нижчому за 10'⁷ Па. Вивчено вплив поверхневого та зерномежового розсіювання носіїв струму на перенос заряду в плівках. Залежності від товщини шару питомого опору та абсолютної диференціальної термоелектрорушійної сили плівок пояснено на основі існуючих теоретичних моделей кінетичних явищ у зразках обмежених розмірів. Визначено параметри переносу заряду в плівках. Здійснено узагальнюючий аналіз отриманих результатів.

Основні наукові та практичні результати роботи такі:

1. Дослідження структури плівок Fe, Mn, Pb, Pd, Ho та Dy методами електронної мікроскопії, електронографії та СТМ показали, що отримані зразки є дрібнодисперсними, полікристалічними та ізотропними в площині плівки і володіють кристалічною граткою, характерною масивному металу. Це дає підстави стверджувати, що спостережувані нами розмірні залежності кінетичних коефіцієнтів зумовлені лише додатковими внесками розсіювання носіїв струму на поверхнях плівок та на границях кристалітів, а не впливом зміни їхньої структури.

2. Отримані залежності питомого опору та ТКО плівок Fe, Mn, Pb, Pd, Ho та Dy трактовано в рамках моделі, що вважає адитивними процеси розсіювання носіїв струму: об’ємне, зерномежове та два види поверхневого розсіювання (недосконалостями поверхні плівки атомного масштабу та макроскопічними неоднорідностями поверхні, зумовленими дрібнозернистою будовою плівки). У рамках даної моделі розраховано значення середньої довжини вільного пробігу носіїв струму та імовірності міжзеренного тунелювання, що повністю характеризують перенос заряду в плівці.

3. Величина середньої амплітуди макроскопічних неоднорідностей товщини плівки, розрахована з розмірних залежностей провідності плівок металів, добре узгоджується з даними СТМ досліджень морфології поверхні. Це підтверджує придатність моделі полікристалічного шару неоднорідної товщини для опису електричних властивостей плівок металів.

4. Показано, що наявність підшару Ge або Al товщиною 0,3–2,5 нм суттєво послаблює коагуляцію зародків росту плівки, зменшуючи при цьому товщину шару, що відповідає порогові протікання струму в плівках Mn, Pd та Pb і дає змогу отримати електропровідні шари цих металів товщиною 3–10 нм.

5. Результати дослідження абсолютної диференціальної термо-е.р.с. плівок Fe та Mn пояснено на основі моделі переносу заряду, що враховує наявність у плівці перехідного металу двох незалежних груп носіїв струму з різними ефективними масами, розраховано параметри переносу заряду по електронних та діркових траєкторіях.

6. Отримані експериментальні дані підтвердили передбачення теорії Тельє-Тоссе-Пішара про відсутність температурної залежності імовірності міжзеренного тунелювання носіїв струму в інтервалі температур 78–370 К.

Публікації автора:

1. Мельничук Б. Л., Пенюх Б. Р., Стасюк З. В. Електричні властивості тонких плівок марганцю // Фізика і хімія твердого тіла.– 2004.– Т.5, № 2.– С. 318–320.

Пенюх Б.Р. (дисертант) – Отримання розмірних залежностей термо-е.р.с. та питомого опору, розрахунок параметрів переносу заряду в плівках, написання статті.

2. Stasyuk Z, Kozak M, Penyukh B, Bihun R. The transition from quantum to classical electron transport in palladium films of nanometer thickness // Journ. of Phys. Stud.– 2003.– Vol.7,№.2.– P.207–208.

Пенюх Б.Р. (дисертант) – Розробка методики напилення ультратонких плівок металів, отримання розмірних залежностей питомого опору, розрахунок параметрів переносу заряду в плівках, участь в обговоренні результатів та формулюванні висновків.

3. Мельничук Б. Л., Пенюх Б. Р. Електропровідність тонких плівок гольмію та диспрозію // Журн. фiз. досл.– 1999.– Т.3, № 1.– С. 95–97.

Пенюх Б.Р. (дисертант) – Проведення експериментальних досліджень, розрахунок параметрів переносу заряду в плівках, написання статті.

4. Стасюк З. В., Козак М. М., Пенюх Б. Р., Бігун Р. І. Вплив алюмінієвих та германієвих субатомних шарів на перенос заряду в тонких паладієвих плівках // Фізика і хімія твердого тіла.– 2002.– Т.2, № 3.– С. 41–422.

Пенюх Б.Р. (дисертант) – Розробка методики вимірювання опору плівок при неперервному їх напиленні, отримання розмірних залежностей питомого опору, розрахунок параметрів переносу заряду в плівках, участь в обговоренні результатів та формулюванні висновків.

5. Пенюх Б. Р. Вплив поверхневого та зерномежового розсіювання носіїв струму на електропровідність плівок заліза // Вiсн. Львiв. ун-ту. Сер. фiз.– 1998.– Вип.30.– С. 132–135.

6. Козак М. М., Мельничук Б. Л., Пенюх Б. Р., Стасюк З. В. Електропровідність плівок марганцю нанометрової товщини // Вiсн. Львiв. ун-ту. Сер. фiз. – 2000.– Вип.33.– С. 333–336.

Пенюх Б.Р. (дисертант) – Постановка експерименту, отримання розмірних залежностей питомого опору, розрахунок параметрів переносу заряду в плівках, участь в обговоренні результатів та формулюванні висновків.

7. Стасюк З.В., Пенюх Б.Р. Вплив неоднорідностей товщини на електропровідність дуже тонких плівок Но та Dy // Конструкційні та функціональні матеріали: Матеріали Другої міжнародної конференції .– Львів, 1997.– С. 228–229.

8. Мельничук Б. Л., Стасюк З. В., Пенюх Б. Р. Наближені вирази в теорії розмірних кінетичних явищ // VI Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок: Матеріали конф. Т.1.– Івано-Франківськ, 1997.– С. 64.

9. Стасюк З. В., Пенюх Б. Р., Козак М. М. Електронні явища в тонких шарах марганцю // VIІ Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок: Матеріали конф., Івано-Франківськ, 1999.– С. 18.

10. Стасюк З., Пенюх Б., Яріш І., Козак М., Мельничук Б.. Поверхнева структура і електропровідність ультратонких плівок паладію // VI Міжнародний семінар з фізики і хімії твердого тіла. Тези доповідей.– Львів, 2000.– С. 53.

11. Stasyuk Z., Penyukh B., Jarish I., Kozak M., Melnichuk. B. An influence of Ge adsorption on surface structure and resistivity of ultrathin palladium films // 20-th International seminar on surface Physics.- Kudowa-Zdroj, Poland, 2000.– P. 46.

12. Stasyuk Z., Penyukh B., Kozak M., Jarish I. The influence of surface asperities on electron transport in very thin palladium films // VIII Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок: Матеріали конф. Т.1.- Івано-Франківськ, 2001.– С. 125.

13. Kozak M., Penyukh B., Stasyuk Z. The influence of aluminium and germanium surfactant layers on electron transport in thin palladium films // VIII Міжнародний семінар з фізики та хімії твердого тіла: Тези допов.– Львів, 2002.– С. 30.

14. Стасюк З. В., Пенюх Б. Р., Козак М. М. Електричні властивості в тонких плівках марганцю // ІХ Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок: Матеріали конф.Т.2.- Івано-Франківськ, 2003.– С. 173–174.

15. Бородчук А. В., Козак М. М., Пенюх Б. Р., Стасюк З. В. Вплив субатомних покрить сурми та германію на електропровідність плівок міді і марганцю // Х Міжнар. семінар з фізики та хімії твердого тіла: Тези допов.– Львів, 2004.– С. 85.

16. Мельничук Б. Л., Пенюх Б. Р., Стасюк З. В. Термоелектричні властивості тонких плівок марганцю // Х Між нар. семінар з фізики та хімії твердого тіла: Тези допов.– Львів, 2004.– С. 86.

17. Мельничук Б. Л., Пенюх Б. Р., Стасюк З. В. Термоелектричні властивості тонких плівок заліза // Ювілейна Х Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок: Матеріали конф.Т.1.– Івано-Франківськ, 2005.– С. 259.

18. Козак М. М., Пенюх Б. Р., Стасюк З. В Особливості переносу заряду в тонких плівках марганцю // Ювілейна Х Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок: Матеріали конф.Т.1. – Івано-Франківськ, 2005.– С. 325–326.