Исследование резистивного переключения в полимерных пленках, индуцированного одноосным давлением
ВВЕДЕНИЕСостояние высокой проводимости, которое было обнаружено в нелегированных сопряженных полимерах, таких как полипропилен и полидифениленфталид, вызвало большой интерес. В современном мире чувствительность, малые размеры, устойчивость к тепловым и физическим воздействиям электронных устройств являются основными требованиями. Следовательно изучение эффекта переключения и дальнейшее его применение вероятно будет соответствовать требованиям современности.
Ранее предполагалось, что металлическая проводимость возможна только в сопряженных органических полимерах. Одним из ключевых условий для реализации состояния высокой проводимости является критическая толщина пленки, которая должна быть сопоставима с глубиной проникновения поверхностного заряда. При толщине, превышающей критическую, переход в состояние высокой проводимости не наблюдается.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 4
1.1. Механизмы проводимости. 4
1.2 Явления резистивного переключения в тонких пленках 5
1.3. Включение проводимости при действии одноосного давление на пластифицированные пленки ПВХ 13
1.4. Зависимость удельного электрического сопротивления полимера полианилина от давления. 21
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 30
2.1Полидифениленфталид и его свойства 30
Глава 3. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 36
3.1 Зависимость резистивного сопротивления на эталонном сопротивлении 36
3.2 Состояние пленки под атомно-силовым микроскопом с проводящим зондом. 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
ЛИТЕРАТУРА 44
ЛИТЕРАТУРА 47
1. S.D. Ha, S. Ramanathan , J. Appl. Phys. 110 , 071101 ( 2011 ).
2. Y.V. Pershin , M. DiVentra , Adv. in Phys. 60 , 145 ( 2011 ).
3. V.V. Zhirnov , R. Meade , R.K. Cavin , G. Sandhu , Nanotechnology 22 , 254027 ( 2011 ). 4. D.B. Strukov , Nature 476 , 403 ( 2011 ).
4. D.B. Strukov , K.K. Likharev , R. Waser , in Nanoelectronics and Information Technology , 3 rd ed., R. Waser , Ed. ( Wiley , NY , 2011 ), Chap. 23.
5. T. Ohno , T. Hasegawa , T. Tsuruoka , K. Terabe , J.K. Gimzewski , M. Aono , Nat. Mater. 10 , 591 ( 2011 ).
6. Власов Д.В., Апресян Л.А., Власова Т.В., Крыштоб В.И. Нелинейный отклик и два устойчивых состояния электропроводности в пластифицированных прозрачных поливинилхлоридных пленках. Письма в ЖТФ. 2010. Т. 36, вып. 19 с.100 -107
7. Власов Д.В., Апресян Л.А., Власова Т.В., Крыштоб В.И. Аномалии и пределы точности измерений электропроводности в пластифицированных прозрачных поливинилхлоридных пленках // Высокомолекулярные соединения (в печати).
8. Д.В. Власов, Л.А. Апресян, В.И. Кристов, Т.В. Власова. Нелинейный отклик и два стабильных Уровни электропроводности, измеренные в пластифицированных тонкопленочных образцов 1003.5482v1.
9. Д.В. Власов, Л.А. Апресян, В.И. Кристов, Т.В. Власова. О механизмах переключения между двумя стационарными состояниями электропроводности в пластифицированном пр ilms//ArXiv:1003.5482v1.
10. Д.В. Власов, Л.А. Апресян, В.И. Кристоб, Т.В. Власова. Изменения состояний проводимости в пластифицированные пленки ПВХ вблизи значений пороговых напряжений пробоя // ArX
11. А.Н.Лачинов, Н.В.Воробьева.Электроника тонких слоев широкозонных полимеров// УФН . Т.17, вып.12 (2006)с.1249-1266
12. А.В.Ванников. Полимеры с электронной прроводимостью и устройства на их основе.//ВМС. Т.51.Вып 4 (2009) СМ. 541-571 .
13. Н.С.Ениколопян, Ю.А.Берлин, С.Н.Бешенко, В.А.Жорин. Аномально низкое электрическое сопротивление тонких пленок диэлектриков.// Письма в ЖЭТФ, (1981) т.33 , вып.10, с.508-51Н.
14. J. C. Chiang and A. G. MacDiarmid, “‘Polyaniline’: protonic acid doping of the emeraldine form to the metallic regime,” Synthetic Metals, vol. 13, no. 1–3, pp. 193–205, 1986.
15. M. Reghu, Y. Cao, D. Moses, and A. J. Heeger, “Counterioninduced processibility of polyaniline: transport at the metalinsulator boundary,” Physical Review B, vol. 47, no. 4, pp. 1758– 1764, 1993.
Силы между наконечником и поверхностью в основном — без дополнительной функционализации наконечника — основаны на электростатических кулоновских силах (отталкивающих) и сил Ван-дер-Ваальса (притягивающих) и чрезвычайно малы, около 10−11 N до 10−7 N. Отчетливо малые расстояния между наконечником и поверхностями — обычно от 0,1 до 10 нм — обеспечивают разрешение порядка 0,1 нм в идеальных условиях, особенно в случае идеально гладкой поверхности. Другие силы, однако, могут накладываться на вышеупомянутые и должны учитываться при интерпретации изображений АСМ.
Топография и шероховатости
Кантилевер может подходить к поверхности образца по-разному — либо в контактном режиме. В то время как разрешение может быть выше в контактном режиме, боковые силы из-за трения между наконечником и образцом могут быть проблематичными для мягких или неровных поверхностей, поэтому для таких образцов часто выбирают динамический режим. Это означает, что кантилевер выполняет колебания вблизи своей резонансной частоты и лишь ненадолго постукивает по образцу, так что боковое движение может быть выполнено без прилипания наконечника к поверхности образца. Следует отметить, что в так называемом бесконтактном режиме консоль также вибрирует, но с меньшей амплитудой, таким образом, не касаясь поверхности образца.