金属薄膜电阻率
四电极法测电阻率——Summary
51 四探针法测电阻率1. 理解四探针测量半导体或金属薄膜电阻率的原理 2. 了解四探针测量材料电阻率的注意事项实验原理四探针法测量电阻率常用的四探针法是将四根金属探针的针尖排在同一直线上的直线型四探针法如图1-1a 所示。
当四根探针同时在一块相对于探针间距可视为半无穷大的平面上时如果探针接触处的材料是均匀的并可忽略电流在探针处的少子注入则当电流I 由探针流入样品时可视为点电流源在半无穷大的均匀样品中所产生的电场线具有球面对称性即等势面为一系列以点电流源为中心的半球面。
样品中距离点电源r 处的电流密度j电场ε和电位V 分别直流四探针法也称为四电极法主要用于低电阻率材料的测量。
使用的仪器以及与样品的接线如图3-1所示。
由图可见测试时四根金属探针与样品表面接触外侧两根1、4为通电流探针内侧两根2、3为测电压探针。
由电流源输入小电流使样品内部产生压降同时用高阻抗的静电计、电子毫伏计或数字电压表测出其他二根探针的电压即V23伏。
a 仪器接线b点电流源c四探针排列图1-1 四探针法测试原理示意图一块电阻率为的均匀材料样品其几何尺寸相对于探针间距来说可以看作半无限大。
当探针引入的点电流源的电流为I由于均匀导体内恒定电场的等位面为球面则在半径为r处等位面的面积为2r2则电流密度为jI/2r2 1-1 52 根据电导率与电流密度的关系可得E2222rIrIj 1-2 其中E为电场强度σ和ρ分别是样品的电导率和电阻率。
若电流由探针流出样品则距点电荷r处的电势为rIV2 1-3 因此当电流由探针1流入样品自探针4流出样品时根据电位叠加原理在探针2处的电位为在探针 3 处的电位为式中的S1是探针1和2之间的距离S2是探针2和3之间的距离S3是探针3和4之间的距离。
各点的电势应为四个探针在该点形成电势的矢量和。
所以探针2、3 之间的电位为通过数学推导可得四探针法测量电阻率的公式为IVCrrrrIV231341324122311112 3-4 式中13413241211112rrrrC为探针系数单位为cmr12、r24、r13、r34分别为相应探针间的距离见图3-1c。
薄膜的基本性质
电介质膜
• 电介质多数是化合物，由它们制备的薄膜是作为
绝缘体使用的，但其中包含的缺陷比金属膜要多 得多，且组成成分得差异也很大，因此，在多数 场合下，绝缘性和介电特性都比整块材料要差。 为了除去这些缺陷，在薄膜制成之后，需要进行 热处理。 从制法上来说，溅射方法容易得到电介质膜。将 电介质直接进行溅射时，可得到100～200nm/s的 电介质直接进行溅射时，可得到100～200nm/s的 沉积速率。也可以利用其它的反应性溅射来制造 电介质膜。
电子必须以某种方法通过微晶体之间的空间，因此，在膜 电子必须以某种方法通过微晶体之间的空间，因此， 层较薄时，电阻率是非常大的。当膜厚增加达到数百埃， 层较薄时，电阻率是非常大的。当膜厚增加达到数百埃， 电阻率就会急剧地减小；但是， 电阻率就会急剧地减小；但是，因晶粒界面的接触电阻起 很大的作用，所以和整块材料时相比， 很大的作用，所以和整块材料时相比，电阻率还是要大的 晶粒界面上会吸附气体，发生氧化， 多。晶粒界面上会吸附气体，发生氧化，当这些地方为半 导体时，甚至会出现随温度的升高电阻减小的情况。 导体时，甚至会出现随温度的升高电阻减小的情况。 单晶膜是在高温下生成的，没有晶粒界面的问题， 单晶膜是在高温下生成的，没有晶粒界面的问题，所以一 般说来电阻率小些。如果蒸镀和溅射比较， 般说来电阻率小些。如果蒸镀和溅射比较，溅射的膜由于 核的密度较高，电阻率也较小些。 核的密度较高，电阻率也较小些。
• （3）空位的消除 • 在薄膜中经常含有许多晶格缺陷，其中空位和孔隙等缺陷经 在薄膜中经常含有许多晶格缺陷，
过热退火处理，原子在表面扩散时消灭这些缺陷可使体积发 过热退火处理， 生收缩，从而形成拉应力性质的内应力。 生收缩，从而形成拉应力性质的内应力。
• （4）界面失配 • 当薄膜材料的晶格结构与基体材料的晶格结构不同时，薄膜 当薄膜材料的晶格结构与基体材料的晶格结构不同时，
实验报告薄膜材料磁电阻效应实验
薄膜材料磁电阻效应实验一、 实验目的1. 了解磁性薄膜材料科学及磁电子学的一些基本概念和基础知识；2. 了解MR 、AMR 、GMR 等相关基本概念；3. 了解和学会利用四探针法测量磁性薄膜磁电阻的鱼原理和方法；4. 分析利用四探针法测量磁电阻可能的实验误差来源。
二、实验原理1. 磁性薄膜的磁电阻效应（MRE ）磁电阻效应MRE 是指物质在磁场的作用下电阻会发生变化的物理现象。
表征磁电阻效应大小的物理量为MR ，其定义为：00100%MR ρρρρρ-∆==⨯ （1） 其中0ρ、ρ分别代表不加磁场和加了磁场以后的电阻率大小。
磁电阻效应按照产生的磁电阻大小以及机理不同可以分为：正常磁电阻效应（OMR ）、各向异性磁电阻效应（AMR ）、巨磁电阻效应（GMR ）和超巨磁电阻效应（CMR ）等。
（1）正常磁电阻效应（OMR ）正常磁电阻效应(OMR)为普遍存在于所有金属中的磁场电阻效应，它由英国物理学家W.Thomson 于1856年发现。
其特点是：a .磁电阻MR >0b .各向异性，但//ρρ⊥> (⊥ρ和//ρ分别表示外加磁场与电流方向垂直及平行时的电阻率) c .当磁场不高时，MR 正比于H 2OMR 来源于磁场对电子的洛伦兹力，该力导致载流体运动发生偏转或产生螺旋运动，因而使电阻升高。
大部分材料的OMR 都比较小。
以铜为例，当H=10-3T 时，铜的OMR 仅为4⨯10-8%。
（2）各向异性磁电阻效应（AMR ）在居里点以下，铁磁金属的电阻率随电流I 与磁化强度M 的相对取向而异，称之为各向异性磁电阻效应。
即⊥ρ≠//ρ。
各向异性磁电阻值通常定义为：0///)(/ρρρρρ⊥-=∆=AMR （2） 低温5K 时，铁、钴的各向异性磁电阻值约为1%，而坡莫合金(Ni 81Fe 19)为15%，室温下坡莫合金的各向异性磁电阻值仍有2~3%。
图1所示为厚度为200 nm 的NiFe 单层薄膜的磁电阻（MR ）变化曲线。
探究金属薄膜厚度对其电阻率的影响
探究金属薄膜厚度对其电阻率的影响探究金属薄膜厚度对其电阻率的影响———讨论薄膜电阻率的尺寸效应作者：相关链接：实验目的⏹进一步掌握四探针测量电阻率以及干涉显微镜测量膜厚的原理和方法⏹要求得出金属薄膜厚度对其电阻率影响的定性结论⏹分析实验结果和各种实验误差实验原理⏹ S为探针间距，当样品厚度这就是常用的薄片电阻率的测量公式。
⏹薄膜样品台阶处的干涉条纹，由于薄膜样品的两个表面有光程差，干涉条纹发生了弯曲，干涉条纹间距为为绿光波长，可取为 530 nm⏹电阻率与厚度的关系薄膜在0—10 nm时，电阻率较大厚度在10—20 nm之间，电阻率随平均厚度增加而急剧减小当厚度大于20 nm以后，电阻率随膜厚缓慢下降当厚度大于300 nm左右时，电阻率不再随厚度变化而趋于一稳定值⏹电阻率与厚度的典型关系曲线（银）：在金属薄膜的初期生长阶段，膜为岛状结构，其导电机制为热电子发射和隧道运动，故电阻率较大，表现出非金属性质当薄膜为网状结构时，电子穿过优先导电通路而形成渗流导电，薄膜电阻率随平均厚度的增加而急剧减小，呈现非金属—金属的转变当形成连续薄膜时，薄膜呈现金属性质⏹金属膜电阻率与膜厚倒数关系图（银），纵轴的截距为相应块体材料的电阻率传导电子更多的受到薄膜表面、晶界和缺陷的非弹性散射，在膜厚与电子的平均自由程分显著，导致实验内容⏹首先测量各片铝膜的厚度，仍然采用多组数据取平均的方法⏹然后分别测量各片样品的电阻率，选取薄片的不同位置进行读数，再对整体取平均值⏹作出电阻率—厚度关系图，分析实验数据以及实验中的主要误差并得出结论数据处理⏹金属膜的电阻率随膜厚的变化关系：● 可见，电阻率与薄膜厚度基本上满足了反比关系。
在0—20 nm区间，电阻率随平均厚度的增大而急剧减小；而在40—100nm之间，电阻率随平均厚度的增大而缓慢下降；在100 nm以后，电阻率就基本上不会发生变化了，这与先前的分析是一致的，我们已经得到了定性的结论。
膜片电阻率
膜片电阻率膜片电阻率是一种常见的电子器件，它可以在不同的电路中发挥不同的作用。
它的主要功能是改变电路的稳定性和抑制频率的变化。
在电子电路中，膜片电阻率被用来控制电流、保护电子元件、抑制噪声等。
膜片电阻率是由多层薄膜制成的。
根据仪器制造厂家的说法，每层薄膜的厚度只有几个纳米，每个膜片电阻率的尺寸大约在1mmX1mm范围内，越薄的膜片电阻率的电阻率越高。
膜片电阻率的结构主要有两种：滑块式和螺纹式。
滑块式膜片电阻率由一个圆盘和一个小块金属滑块以及一个标准电阻阻值组成，滑块与圆盘之间存在一定的电容，金属滑块在圆盘上移动可以改变电容大小从而改变电阻值；螺纹式膜片电阻率由一个圆盘和一个小螺纹以及一个标准电阻值组成，螺纹上方安装一个螺帽，可以通过调节螺帽的位置改变螺纹的长度，从而改变电阻值。
膜片电阻率的电阻率大小主要受膜片的材料、厚度以及表面的均匀度影响，因而使得其有一定的准确性。
常见的材料有Si、SiO2、Ta2O5等，它们具有不同的电介质性能，用于不同的电子电路。
膜片电阻率的厚度也有很大的影响，越薄的电阻率越高，精度也越高。
厚度越薄时，电路中的电容就越容易被改变，从而对电路的稳定性产生影响。
另外，膜片电阻率表面的均匀度也很重要，越均匀的电阻率表面结构，电阻率的稳定性就越好，当然，表面的污染也会影响电阻率的精度。
膜片电阻率也有一些优点。
首先，膜片电阻率的尺寸小，容易在电子电路中安装和附着，可以在节省空间的同时减少电路的重量；其次，膜片电阻率的精度高，并且它可以抑制电路中的噪声，从而提高电路的性能；最后，膜片电阻率的价格实惠，因此它在电子电路中被广泛使用。
尽管如此，在使用膜片电阻率时也需要注意一些事项。
首先，在安装膜片电阻率时，应该严格按照规定的技术要求来进行安装，以避免安装不牢固或安装错误而导致的膜片电阻率失效；其次，在使用膜片电阻率时，应尽量使用低温，因为高温会破坏膜片电阻率的结构；最后，由于膜片电阻率外壳很小，在安装和使用过程中，应尽量避免外界污染，以保证其质量。
实验十八 四探针法测量薄膜电阻率
实验十八 四探针法测量薄膜电阻率一、实验目的1．熟悉四探针法测量薄膜电阻率的原理和特点； 2．测定一些薄膜材料的电阻率；3．了解薄膜厚度对薄膜电阻率的影响（尺寸效应）；薄膜材料是微电子技术的基础材料。
薄膜是人工制作的厚度在1微米（10-6米）以下的固体膜，“厚度1微米以下”并不是一个严格的区分定义。
薄膜一般来说都是被制备在一个衬底（如：玻璃、半导体硅等）上，由于薄膜的厚度（简称：膜厚）是非常薄的，因此膜厚在很大程度上影响着薄膜材料的物理特性（如，电学性质、光学性质、磁学性质、力学性质、铁电性质等）。
这种薄膜材料的物理特性受膜厚影响的现象被称为尺寸效应。
尺寸效应决定了薄膜材料的某些物理、化学特性不同于通常的块体材料，也就是说，同块体材料相比，薄膜材料将具有一些新的功能和特性。
因此，尺寸效应是薄膜材料（低维材料）科学中的基本而又重要的效应之一。
金属薄膜的电阻率是金属薄膜材料的一个重要的物理特性，是科研开发和实际生产中经常测量的物理特性之一，在实际工作中，通常用四探针法测量金属薄膜的电阻率。
四探针法测量金属薄膜的电阻率是四端子法测量低电阻材料电阻率的一个实际的应用。
二、实验原理在具有一定电阻率ρ的导体表面上，四根金属探针在任意点1、2、3、4处与导体良好地接触，如图1所示。
其触点是最够的小，可以近似认为点接触。
取其中的任意两个探针作为电极，如1和4。
当它们之间有电流通过时，薄膜表面和内部有不均匀的电流场分布，因此在表面上各点有不同的电势。
通过测量探针1，2间的电流、探针2，3间的电势差和距离，就可计算该薄膜的电阻率ρ。
如图2所示，设电流I 从探针1处流入，在触点附近，半径为r 的球面上，电流密度为：2r2Ij π=（1）如果金属的表面和厚度远大于探针之间的距离，则电场强度为2r 2Ij j E πρ=ρ=σ=（2） 图 1 任意间距的四探针示意图设探针1和2、1和3、4和2、4和3之间的距离分别为r 12、r 13、r 24和r 34。
常见金属电阻率
常见金属的电阻率，都来看看哦很多人对镀金，镀银有误解，或者是不清楚镀金的作用，现在来澄清下。
1。
镀金并不是为了减小电阻，而是因为金的化学性质非常稳定，不容易氧化，接头上镀金是为了防止接触不良（不是因为金的导电能力比铜好）。
2。
众所周知，银的电阻率最小，在所有金属中，它的导电能力是最好的。
3。
不要以为镀金或镀银的板子就好，良好的电路设计和PCB的设计，比镀金或镀银对电路性能的影响更大。
4。
导电能力银好于铜，铜好于金！现在贴上常见金属的电阻率及其温度系数：物质温度t/℃电阻率电阻温度系数aR/℃-1银20 1.586 0.0038(20℃)铜20 1.678 0.00393(20℃)金20 2.40 0.00324(20℃)铝20 2.6548 0.00429(20℃)钙 0 3.91 0.00416(0℃)铍20 4.00.025(20℃)镁20 4.45 0.0165(20℃)钼 0 5.2铱20 5.3 0.003925(0℃~100℃)钨27 5.65锌20 5.196 0.00419(0℃~100℃)钴20 6.64 0.00604(0℃~100℃)镍20 6.84 0.0069(0℃~100℃)镉0 6.83 0.0042(0℃~100℃)铟208.37铁209.71 0.00651(20℃)铂20 10.6 0.00374(0℃~60℃)锡0 11.0 0.0047(0℃~100℃)铷20 12.5铬0 12.9 0.003(0℃~100℃)镓20 17.4铊0 18.0铯20 20.0铅20 20.684 0.00376(20℃~40℃)锑0 39.0钛20 42.0汞50 98.4锰23~100 185.0金是一种贵重金属，是人类最早发现和开发利用的金属之一。
它是制作首饰和钱币的重要原料，又是国家的重要储备物资，素以"金属之王"著称。
ITO薄膜基础知识
ITO薄膜基础知识一、ＩTO薄膜得概念ITO薄膜就是Ｉｎdｉｕm TiｎOxｉｄes得缩写。
作为纳米铟锡金属氧化物,具有很好得导电性与透明性,可以切断对人体有害得电子辐射,紫外线及远红外线。
因此,喷涂在玻璃,塑料及电子显示屏上后,在增强导电性与透明性得同时切断对人体有害得电子辐射及紫外、红外。
ITO就是一种N型氧化物半导体－氧化铟锡,ＩTO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标:电阻率与透光率。
二、ITO薄膜得应用ITO薄膜具有优良得光电性能,对可见光得透过率达95％以上,对红外光得反射率70％,对紫外线得吸收率≥８5％,对微波得衰减率≥８5％,导电性与加工性能极好,硬度高且耐磨耐蚀,因而在工业上应用广泛,在高技术领域中起着重要作用。
主要用途有:(一)用于平面显示ITＯ薄膜得透明导电性及其良好得电极加工性能,所以它作为液晶显示器用得透明电极获得高速发展,约占功能膜得50％以上,例如液晶显示(ＬCＤ)、LED、电致发光显示(ＥLD)、电致彩电显示(ECD)等、随着液晶显示器件得大面积化、高等级化与彩色化,LCD将超过CRT 成为显示器件中得主流产品。
因而ITO 薄膜主要用于高清晰度得大型彩电、计算器、计算机显示器、液晶与电子发光屏幕等。
(二)用于触摸屏目前市场上,使用ITO材料得电阻式触摸屏与电容式触摸屏应用最为广泛、1、电阻式触摸屏薄得ITＯ透明性好,但就是阻抗高;厚得ITO材料阻抗低,但就是透明性会变差、在PＥT聚脂薄膜上沉积时,反应温度要下降到150度以下,这会导致ITO氧化不完全,之后得应用中IT Ｏ会暴露在空气或空气隔层里,它单位面积阻抗因为自氧化而随时间变化。
这使得电阻式触摸屏需要经常校正。
电阻式触摸屏得多层结构会导致很大得光损失,对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好得问题,但这样也会增加电池得消耗。
电阻式触摸屏得优点就是它得屏与控制系统都比较便宜,反应灵敏度也很好。
探讨金属薄膜厚度对其电阻率的影响
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷，32调需3各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
材料的电阻率
材料的电阻率电阻率是描述材料抵抗电流通过的能力的物理量，通常用ρ表示，单位是欧姆·米（Ω·m）。
电阻率是材料固有的特性，不同材料的电阻率差异很大，这也决定了材料在电学应用中的特性和表现。
在工程和科学领域中，对材料的电阻率有着广泛的研究和应用，下面将介绍一些常见材料的电阻率特性。
金属材料是一类电导率较高的材料，其电阻率通常较低。
例如，铜的电阻率仅为1.68×10^-8Ω·m，铝的电阻率为2.82×10^-8Ω·m，铁的电阻率为1.0×10^-7Ω·m。
由于金属材料中存在大量自由电子，电子能够在金属晶格中自由移动，因此金属具有良好的导电性能。
这也是为什么金属被广泛应用于电线、电路等导电材料中的原因之一。
与金属相对的是绝缘材料，这类材料的电阻率较高。
例如，玻璃的电阻率约为10^10Ω·m，塑料的电阻率约为10^12Ω·m。
绝缘材料中几乎没有自由电子参与导电，因此电阻率较高。
绝缘材料通常用于绝缘层、绝缘材料等领域，以阻止电流的流失和泄漏。
半导体材料介于金属和绝缘材料之间，其电阻率介于金属和绝缘材料之间。
例如，硅的电阻率约为10^3Ω·m，锗的电阻率约为0.6Ω·m。
半导体材料在一定条件下既能导电，又能绝缘，因此被广泛应用于电子器件、光电器件等领域。
除了常见的金属、绝缘体和半导体，还有一类特殊材料，称为压敏材料。
压敏材料的电阻率随着外加电压或应变的变化而变化。
这类材料通常用于传感器、保护器件等领域，能够实现对外界压力、力、应变等物理量的敏感检测和响应。
总的来说，材料的电阻率是材料固有的电学特性，直接影响着材料在电学应用中的性能和表现。
不同材料的电阻率差异很大，因此在实际应用中需要根据具体的要求选择合适的材料。
同时，通过对材料的电阻率进行研究和理解，能够更好地指导材料的设计、制备和应用，推动材料科学和电子技术的发展。
金属薄膜的电阻率实验报告
金属薄膜的电阻率实验报告研究金属薄膜的电阻率与其厚度和材料的关系，并探究金属薄膜的导电性质。
实验原理：金属薄膜是一种特殊的材料，具有导电性质。
一般来说，金属的导电性能与其电阻率有密切的关系。
金属薄膜的电阻率可以通过测量其电阻和尺寸计算出来。
电阻可以通过电流和电压之间的关系进行测量，而尺寸则可以通过显微镜等仪器进行测量。
实验步骤：1. 准备金属薄膜样品：选择合适厚度的金属薄膜，并将其固定在导电基板上。
2. 测量电阻：将电流流过金属薄膜，并测量两端的电压，根据欧姆定律计算出电阻值。
3. 测量尺寸：使用显微镜等仪器测量金属薄膜的长度、宽度和厚度。
4. 计算电阻率：将测得的电阻值和尺寸代入相应的公式，计算出金属薄膜的电阻率。
5. 重复实验：使用不同厚度和材料的金属薄膜进行实验，并进行多次重复测量，以提高结果的准确性。
6. 分析结果：根据实验数据，分析金属薄膜的电阻率与其厚度和材料的关系。
实验结果：经过多次实验测量和计算，得出了不同厚度和材料的金属薄膜的电阻率。
从实验结果可以看出，金属薄膜的电阻率与其厚度和材料的关系密切。
一般来说，金属薄膜的电阻率随着厚度的增加而减小，即金属薄膜越厚，其导电性能越好。
此外，不同材料的金属薄膜的电阻率也有所不同，不同金属的导电性能也不尽相同。
实验讨论：金属薄膜的电阻率与其厚度和材料的关系有一定的规律，但具体的机理还需要进一步研究探索。
在实验中，由于实验条件、仪器精度等因素的限制，实验结果可能存在一定的误差和偏差。
为了提高实验结果的准确性，可以进行多次重复实验，并采用不同的测量方法和仪器，以减小误差的影响。
实验应用：金属薄膜的电阻率是描述其导电性能的重要指标，具有广泛的应用价值。
金属薄膜广泛应用于电子器件、光学器件和导电涂层等领域。
通过研究金属薄膜的电阻率，可以对金属薄膜的导电性能进行优化和改善，使其在实际应用中发挥更好的作用。
总结：金属薄膜的电阻率与其厚度和材料的关系密切。
薄膜电阻率理论
金属薄膜电阻率与表面粗糙度、残余应
力的关系
唐武1，邓龙江1，徐可为2，Jian Lu3
(1. 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都610054)
(2. 西安交通大学，陕西西安710049)
金属电阻形成的根源是自由电子发生碰撞，从而失去了从外电场获得的定向速度。
这种碰撞可能发生于电子-晶格、电子-杂质、电子-晶界、电子-表面。
在块体材料中，电子-表面碰撞的次数在总的碰撞次数中所占比率极小，可以忽略，因而块体材料的电阻率与物体尺寸无关。
但对薄膜而言，当其表面特征尺寸可与该温度下电子自由程相当时，电子-薄膜的表面碰撞为非镜面反射（即反射方向与入射方向无关，亦即漫反射），电阻率就会随表面状态改变。
在薄膜材料中，由于厚度很小，所以在电子表面碰撞过程中的电子损失速度不可忽略。
由此对薄膜材料的电阻率造成影响。
通常情况下电阻率随粗糙度的增大而增大。
法奇斯(Fuchs)．桑德海默尔(Sondheimer)理论:F-S
式（1）是在假设薄膜电子完全发生漫反射时的电阻率。
实际情况下反射率与基底粗糙度有关，粗糙度越大，发生漫反射比例越高，当表面粗糙度为0或者镜面时，将发生完全镜面反射，此时根据式（1）可得到薄膜电阻与块状电阻率相等的关系。
设镜面反射所占比例为P，则此时薄膜电阻率表达式为:
研究粗糙度对薄膜电阻率的影响：
电阻率随残余应力的增大而增大。
与晶体取向可能有关。
残余应力增加，薄膜晶体扭曲越严重，晶体对电子造成的散射越显著。
电阻材料
3.镍铬 较高电阻率，宽使用温度，阻温系数大，中高阻 值普通电阻（位）器
4.镍铬多元合金 电阻率高，阻温系数小，耐磨性好，适 合高阻值的精密线绕电阻器或电位器。
3.2 线绕电阻材料
（三）贵金属电阻合金线
接触电阻小，低噪，耐磨性好 1.铂基 2.钯基 易生成“褐粉”，有机聚合物膜 3.金基 抗腐蚀性强 4.银基 易受腐蚀，耐磨性差。
3.3 薄膜电阻材料
4.其他元素
Sn-Sb 低中电阻 B2O3 提高电阻值，降低阻温系数 Al2O3 同上，性能稳定 TiO2 电阻增大20～200倍，阻温系数变化不大 Bi 性能稳定，老化系数减少
Sn-In 阻值提高15～30倍 Sn-Fe 阻值提高10倍
3.3 薄膜电阻材料
（三）金属膜电阻（RJ） 1.蒸发金属膜 • 材料：通过真空蒸发或阴极溅射，沉积在陶瓷
a.采用合金，多元合金，温度系数补偿杂质的合金 b.线材、薄膜、厚膜或箔状 C.加入绝缘填充料 d.有机无机粘结剂 e.采用金属氧化物等非金属材料组成
3.1 电阻材料概述
3.金属合金薄膜电阻材料 金属膜
（1）制备：真空蒸发、溅射、化学沉积 （2）结构：①无定形 ②无择优取向多晶膜 ③择优取
向多晶膜。 （3）厚度：>100nm 连续结构，与块状材料类似 电阻率
2.常用功能相
1）碳粉 在酚醛树脂中固化制备。由于碳粉导电性不高， 且耐热性不好，所以该种电阻浆料应用范围窄，未能得 到充分的发展。
2）银/钯电阻 它的导电相主要是钯、银及氧化钯三种， 其中银和钯形成合金，使导电颗粒“链合”或“搭桥”， 促进导电网络的形成，氧化钯为p型半导体，其导电性是 银/钯系厚膜电阻电阻率的主要决定因素。
薄膜电阻率计算公式
薄膜电阻率计算公式在我们的物理世界里，薄膜电阻率可是个相当重要的概念呢！说到薄膜电阻率的计算公式，那可得好好唠唠。
先来说说电阻率是啥。
打个比方，就像在一条拥挤的马路上，车辆的通行情况。
如果马路宽敞，车辆通行顺畅，那就相当于电阻小；要是马路狭窄，车辆堵得死死的，那就是电阻大啦。
而电阻率呢，就是衡量材料本身对电流阻碍能力的一个指标。
薄膜电阻率的计算公式是：ρ = RA / L 。
这里的ρ 就是电阻率，R 是电阻，A 是薄膜的横截面积，L 是薄膜的长度。
就拿我之前遇到的一件事来说吧。
有一次，我在实验室里带着学生们做一个关于薄膜电阻的实验。
我们要测量一块薄薄的金属片的电阻率。
那金属片看起来亮晶晶的，特别薄，就像一张纸似的。
我们先用游标卡尺小心翼翼地测量它的长度和宽度，计算出横截面积。
这可真是个精细活儿，得瞪大眼睛，手还不能抖，就怕一不小心量错了。
然后再用电阻测量仪去测电阻。
有个学生特别紧张，手一直抖，量了好几次都不对。
我就跟他说：“别着急，放松点，就当是在玩一个超级精细的游戏。
”最后，经过大家的努力，终于算出了电阻率。
再回到这个公式，这里面每一个量都有它的讲究。
电阻 R 的测量要准确，这就需要好的测量仪器和正确的测量方法。
横截面积 A 呢，得考虑薄膜的形状，是长方形、圆形还是其他奇怪的形状，不同形状计算方法可不一样。
长度 L 也要量得准，哪怕差一点点，算出来的电阻率可能就差很多。
在实际应用中，这个公式可太有用啦。
比如说在电子设备制造中，要知道所用薄膜材料的电阻率，才能设计出性能良好的电路。
如果电阻率算错了，那可能整个设备都会出问题，就像一台电脑老是死机一样烦人。
总之，薄膜电阻率的计算公式虽然看起来简单，但是要真正掌握好，运用好，还得下一番功夫，细心再细心，认真再认真。
就像我们在生活中做任何事情一样，都需要用心对待，才能得到满意的结果。
希望大家都能熟练运用这个公式，在物理的世界里畅游无阻！。
ITO薄膜基础知识分析
ITO薄膜基础知识一、ITO薄膜的概念ITO薄膜是Indium Tin Oxides的缩写。
作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射，紫外线及远红外线。
因此,喷涂在玻璃，塑料及电子显示屏上后，在增强导电性和透明性的同时切断对人体有害的电子辐射及紫外、红外。
ITO是一种N型氧化物半导体—氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标：电阻率和透光率.二、ITO薄膜的应用ITO薄膜具有优良的光电性能,对可见光的透过率达95％以上，对红外光的反射率70%,对紫外线的吸收率≥85％，对微波的衰减率≥85％，导电性和加工性能极好,硬度高且耐磨耐蚀,因而在工业上应用广泛，在高技术领域中起着重要作用。
主要用途有：（一）用于平面显示ITO薄膜的透明导电性及其良好的电极加工性能，所以它作为液晶显示器用的透明电极获得高速发展，约占功能膜的50%以上,例如液晶显示（LCD)、LED、电致发光显示(ELD）、电致彩电显示（ECD）等。
随着液晶显示器件的大面积化、高等级化和彩色化,LCD将超过CRT 成为显示器件中的主流产品。
因而ITO 薄膜主要用于高清晰度的大型彩电、计算器、计算机显示器、液晶和电子发光屏幕等。
（二）用于触摸屏目前市场上,使用ITO材料的电阻式触摸屏和电容式触摸屏应用最为广泛.1、电阻式触摸屏薄的ITO透明性好,但是阻抗高；厚的ITO材料阻抗低，但是透明性会变差.在PET聚脂薄膜上沉积时，反应温度要下降到150度以下,这会导致ITO氧化不完全，之后的应用中ITO 会暴露在空气或空气隔层里，它单位面积阻抗因为自氧化而随时间变化。
这使得电阻式触摸屏需要经常校正。
电阻式触摸屏的多层结构会导致很大的光损失，对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好的问题，但这样也会增加电池的消耗。
电阻式触摸屏的优点是它的屏和控制系统都比较便宜，反应灵敏度也很好。
2、电容式触摸屏电容式触摸屏也需要使用ITO材料，而且它的功耗低寿命长，自从Apple推出iPhone后，友好人机界面、流畅操作性能使电容式触摸屏受到了市场的追捧，各种电容式触摸屏产品纷纷面世。
AlNi纳米合金薄膜低温电阻率的特性研究
AlNi纳米合金薄膜低温电阻率的特性研究张莉莉;代飞;孙丽俊;林伟;王凯;黄景林;易勇;张继成;雷海乐【摘要】通过磁控溅射制备了AlNi纳米合金薄膜,并利用自制的直排四探针低温测量系统测量了薄膜电阻率随温度(8~300 K)的变化规律.结果表明:由于电子-声子和电子-磁子相互作用,纯Al和Ni纳米晶薄膜的电阻率分别呈现出正的电阻率温度系数,且电子-磁子散射对电阻率的贡献主要体现在高温区(80~300 K),在低温区(<40 K)电子-晶界/表面散射对电阻率的贡献占主导地位.Ni原子掺入量的增加,诱导了纳米晶薄膜无序程度的增强,从而使Al1-x Nix纳米合金薄膜逐渐由晶体的金属特性过渡到半导体特性,导致其呈现出负的电阻率温度系数.由于增强的电子极化效应,Al1-x Nix纳米合金薄膜电阻率与温度的关系并不完全遵循半导体的热激发导电模型.%AlNi films were grown by magnetron sputtering and the change rule of film resistivity with temperature (8-300 K)was measured by self-made straight four-probe low temperature measurement system.It is found that the resistivity of pure Al and Ni nano films exhibits a positive resistivity temperature coefficient due to the electron-phonon or electron-magnetron interaction.Moreover,the electron-magnetron scattering plays a much important role at high temperature region (80-300 K),while the grain boundary/surface has a dominant effect on the resistivity of pure metal films at low temperature region (<40 K).With increasing the amount of Ni atoms doping into the films,Al1 -x Nix nano-alloy films gradually transfer from the crystalline-metal phase to semiconductor one with a negative resistivity temperature coefficient.At low tempera-tures,the electrons are excited from one localize state to another one with the helpof phonons.Due to the low-dimensional localization effect,the resistivity-temperature relationship of the Al1 -x Nix nano-alloy films follows no longer completely the thermally activated conductive model,but also partially the polarization mechanism.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2017(051)010【总页数】7页(P1898-1904)【关键词】Al1-xNix合金薄膜;半导体电阻率;电子-声子/磁子散射;负电阻率温度系数【作者】张莉莉;代飞;孙丽俊;林伟;王凯;黄景林;易勇;张继成;雷海乐【作者单位】西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳 621010;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳 621900;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳 621010;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳 621900;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳 621010;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳 621900【正文语种】中文【中图分类】TG132Abstract: AlNi films were grown by magnetron sputtering and the change rule of film resistivity with temperature (8-300 K) was measured by self-made straight four-probe low temperature measurement system. It is found that the resistivity of pure Al and Ni nano films exhibits a positive resistivity temperature coefficient due to the electron-phonon or electron-magnetron interaction. Moreover, the electron-magnetron scattering plays a much important role at high temperature region (80-300 K), while the grain boundary/surface has a dominant effect on the resistivity of pure metal films at low temperature region (<40 K). With increasing the amount of Ni atoms doping into the films, Al1-xNix nano-alloy films gradually transfer from the crystalline-metal phase to semiconductor one with a negative resistivity temperature coefficient. At low temperatures, the electrons are excited from one localize state to another one with the help of phonons. Due to the low-dimensional localization effect, the resistivity-temperature relationship of the Al1-xNix nano-alloy films follows no longer completely the thermally activated conductive model, but also partially the polarization mechanism.Key words： Al1-xNix alloy film; semiconductor resistivity; electron-phonon/magnetron scattering; negative resistivity temperature coefficient 激光惯性约束(ICF)实验中，合金薄膜可作为靶材料用于基础实验和电子温度测量等[1-3]。
金属膜电阻的温漂
金属膜电阻的温漂金属膜电阻是一种常见的电子元器件，在电路设计和电路维修中使用广泛。
由于它具有体积小、功率大、温度系数小等优点，被广泛地应用于测量、稳压、限流、分压等电路中。
其中，金属膜电阻的温漂是影响其使用性能的关键因素之一。
本文将就金属膜电阻的温漂进行探讨。
金属膜电阻是采用金属质量薄膜技术实现的一种电子元器件。
它主要由绝缘层、电极和电阻膜组成。
其中，电极一般银、金等导电性能好的金属，电阻膜则采用铬、钼、镍、钨等耐高温、稳定性好、电阻率高的金属。
金属膜电阻具有通用性强、容量小、工作稳定等优点，被广泛地应用于各种电路中。
例如，电子电路中的测量电路、稳压电路、限流电路、分压电路等中，都有广泛的应用。
同时，随着电子技术的不断发展，金属膜电阻的性能得到了不断地提高。
例如，耐高温性能、功率容量、稳定性等均得到了显著的提升。
金属膜电阻在工作过程中，其电阻值会随着温度的变化而发生变化，即所谓的温度系数。
温度系数的大小与电阻材料的种类和工艺特性、电阻器的外形和结构形式等相关因素有关。
通常情况下，金属膜电阻的温度系数低于金属层电阻，而高于电容器。
金属膜电阻的温度系数主要来源于金属薄膜的热膨胀系数和电子迁移现象。
其温度系数一般表现为负值，称为负温度系数。
常用的金属膜电阻的温度系数一般在-50ppm/℃~+500 ppm/℃之间。
金属膜电阻的温漂对电路的稳定性、精度等有着显著的影响。
温度系数大的电阻器会出现无法补偿、误差大和波动幅度大等问题。
尤其是在高精度的测量、控制、校正等领域中，金属膜电阻的温漂的问题显得更加突出。
因此，减小金属膜电阻的温漂，提高其温度系数精度，对于提高电路性能，提高仪器、设备的精度具有重要意义。
为了减小金属膜电阻的温漂，通常采用以下几种方法：1.使用质量好的金属材料。
由于金属薄膜电阻的温漂主要来自金属膜的温度膨胀系数和电子迁移效应，因此使用一些温度膨胀系数和电子迁移效应比较小的材料，可以明显改善金属膜电阻的温漂问题。
ITO薄膜基础知识
ITO薄膜基础知识一、ITO薄膜的概念ITO薄膜是Indium Tin Oxides的缩写。
作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射，紫外线及远红外线。
因此，喷涂在玻璃，塑料及电子显示屏上后，在增强导电性和透明性的同时切断对人体有害的电子辐射及紫外、红外。
ITO是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标:电阻率和透光率.二、ITO薄膜的应用ITO薄膜具有优良的光电性能,对可见光的透过率达95%以上,对红外光的反射率70%,对紫外线的吸收率≥85%,对微波的衰减率≥85%,导电性和加工性能极好,硬度高且耐磨耐蚀,因而在工业上应用广泛,在高技术领域中起着重要作用。
主要用途有:（一）用于平面显示ITO薄膜的透明导电性及其良好的电极加工性能,所以它作为液晶显示器用的透明电极获得高速发展,约占功能膜的50%以上,例如液晶显示(LCD)、LED、电致发光显示(ELD)、电致彩电显示(ECD)等。
随着液晶显示器件的大面积化、高等级化和彩色化,LCD将超过CRT 成为显示器件中的主流产品。
因而ITO 薄膜主要用于高清晰度的大型彩电、计算器、计算机显示器、液晶和电子发光屏幕等。
（二）用于触摸屏目前市场上，使用ITO材料的电阻式触摸屏和电容式触摸屏应用最为广泛。
1、电阻式触摸屏薄的ITO透明性好，但是阻抗高；厚的ITO材料阻抗低，但是透明性会变差。
在PET聚脂薄膜上沉积时，反应温度要下降到150度以下，这会导致ITO氧化不完全，之后的应用中ITO会暴露在空气或空气隔层里，它单位面积阻抗因为自氧化而随时间变化。
这使得电阻式触摸屏需要经常校正。
电阻式触摸屏的多层结构会导致很大的光损失，对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好的问题，但这样也会增加电池的消耗。
电阻式触摸屏的优点是它的屏和控制系统都比较便宜，反应灵敏度也很好。
2、电容式触摸屏电容式触摸屏也需要使用ITO材料，而且它的功耗低寿命长，自从Apple推出iPhone后，友好人机界面、流畅操作性能使电容式触摸屏受到了市场的追捧，各种电容式触摸屏产品纷纷面世。