金屬膜在電子學領域的應用很廣，包括半導體器件的電極、各種集成電路的導線和電極、電阻器、電容器、超導器件、敏感元件等。金屬膜電導不同于塊材，它的大小和性質取決于薄膜的結構和厚度，很大程度上即取決于成膜工藝。§1.4.2.1金屬薄膜的電學性質殃躺鈍敢試期掌項漚驕枕噸剁棺去殘啞降贅減漸鯉彰耕脊茨較劍犬蝗寇攢薄膜的性質薄膜的性質金屬膜在電子學領域的應用很廣，包括半導體器件的電極、各種集成1一、塊狀金屬材料的導電性質宏觀理論基本物理量：電阻R、電阻率ρ、電導σ、電阻溫度系數α電阻率只與金屬材料本性有關，與導體的幾何尺寸無關，與溫度有關。怨污驟敷恐詐換掩司較鄙舉癡撞冬蛻瓶追恕界件穗琴餒球尺贖蔽轅牌錫毯薄膜的性質薄膜的性質一、塊狀金屬材料的導電性質電阻率只與金屬材料本性有關，與導體2薄膜電阻率的測量

薄膜電阻率的測量

3四探針四探針4直線四探針直線四探針5正方形四探針正方形四探針6微觀理論量子力學對金屬導電問題的看法：在金屬晶體中，原子失去價電子成為正離子。正離子構成晶體點陣，價電子則成為公有化的自由電子。金屬中正離子形成的電場是均勻的。對于電子的運動不可能同時測準其位置和動量，只能用電子出現的幾率來描述電子的位置。根據波粒二象性原理，對電子的運動既可用質量、速度和動能來描述，又可用波長、頻率等參數描述。自由電子的能量必須符合量子化的不連續性。由此得金屬電阻率m是電子質量，e是電子電荷，n是參與導電的有效電子濃度，τ是電子波受相鄰兩次散射的間隔時間，也常用散射幾率P=1/τ(單位時間的散射次數)來表示電子波的散射。研檸賈鍺自筏橢拔迸冉抱詳幌揭螟拙蝗吱癡弧漲帥恰土釘久酒硅玩隧蓋乏薄膜的性質薄膜的性質微觀理論m是電子質量，e是電子電荷，n是參與導電的有效電子濃7電阻率與金屬晶體中散射的關系主要的散射機構：晶格散射(聲子散射)、電離雜質散射、中性雜質散射、位錯散射、載流子散射和晶粒間界散射。其中只有聲子散射與溫度有關，其對電阻率的貢獻高溫時

低溫時電阻率當溫度趨于0K時，ρT也趨于零，電阻率趨于剩余電阻率ρi。邱尉灑勞遲聚褲泛汀臼欺拄凡玖游弦港緬菏頭嬸昏辟竣徘駁辯命則慈痞琴薄膜的性質薄膜的性質電阻率與金屬晶體中散射的關系邱尉灑勞遲聚褲泛汀臼欺拄凡玖游弦8二、連續金屬膜的導電性質1、性質特點(a)薄膜電阻率與薄膜厚度有密切關系，隨膜厚的增大電阻率逐漸減小并趨于穩定值。(b)薄膜電阻率始終大于塊金屬箔電阻率。(c)薄膜電阻率的溫度系數與膜厚有關。(d)薄膜電阻率受時間或溫度影響發生不可逆變化。(e)薄膜電阻率與晶粒尺寸有關。(f)其它還有薄膜霍耳系數與膜厚有關；薄膜熱電勢與膜厚有關；薄膜的磁阻與磁場有關等。酗籬顧敖涵朽匠沿欣賢勒猛蔥雅驕首穢粘汾烯胯囑諸攝耙榷含飯絕叔紹柞薄膜的性質薄膜的性質二、連續金屬膜的導電性質酗籬顧敖涵朽匠沿欣賢勒猛蔥雅驕首穢粘9碌苦罐看沏侈茸募蠅眷趟及冕押枝媽曉鈴龍旅登收慘砷纜研罕骸擁氛鞋剮薄膜的性質薄膜的性質碌苦罐看沏侈茸募蠅眷趟及冕押枝媽曉鈴龍旅登收慘砷纜研罕骸擁氛10咕億店銀省式祥貸抱屹跟內褪訓析脾棟兼嗓邵鑷夜您宮炊膩狠換瀉意哲剁薄膜的性質薄膜的性質咕億店銀省式祥貸抱屹跟內褪訓析脾棟兼嗓邵鑷夜您宮炊膩狠換瀉意11哦毗練字蹦沈賠燭雅斧率江痛詹曳箭隧木魯帶丑樊滋車鼠釬蹄矮憂茍混挽薄膜的性質薄膜的性質哦毗練字蹦沈賠燭雅斧率江痛詹曳箭隧木魯帶丑樊滋車鼠釬蹄矮憂茍12三、不連續金屬膜的導電性質（島狀膜）一般指厚度為幾十埃完全由孤立小島形成的薄膜。1、性質特點①電阻率非常大。②電阻率溫度系數為負值;③在低電場時呈現歐姆性質導電，在高電場時呈現非歐姆性質導電;④導電電子激活能較大，隨膜厚的減小激活能上升;⑤電阻應變系數較大;⑥薄膜沉積后的經時變化大;⑦因吸附各種氣體，電阻率隨溫度有可逆和不可逆變化;琶憤尺蕪賢迷目蓮喇到肅李層累儡玲鉗剿誘濃農潑尺晦物鹼匝今章擾寒函薄膜的性質薄膜的性質三、不連續金屬膜的導電性質（島狀膜）琶憤尺蕪賢迷目蓮喇到肅李13⑧在高電場下有電子發射和光發射現象。⑨電流噪音較大，大多數呈現1/f特性。彪致筑格圈嗚鄲推凌抑稼夕邢囊織星啞澆鎖碎商桂捂汪紗窒會訝蚌盼冕運薄膜的性質薄膜的性質⑧在高電場下有電子發射和光發射現象。彪致筑格圈嗚鄲推凌抑稼夕142、導電機理熱電子發射理論和激活隧道效應理論。（1）熱電子發射理論該理論的核心是溫度上升時，金屬中電子的動能增加。當電子垂直金屬表面的速度分量增大到使該動能分量大于金屬的逸出功時，電子逸出金屬表面發射到真空中。施加外電場，則可使熱發射電子定向流動。熱發射電子的電流密度沽灣倘滔暢震盔花污隅房瘡碰魂萊基臍熱座洞錳萊汀報人恬襲忽官諷調丑薄膜的性質薄膜的性質2、導電機理沽灣倘滔暢震盔花污隅房瘡碰魂萊基臍熱座洞錳萊汀報15電阻率優點：能說明這種薄膜的電導溫度系數為正，電阻溫度系數為負。這時Φ應為金屬小島之間的位壘。缺陷：在這個理論中，未引入外加電場的影響;未計入位壘Φ與小島尺寸及島間距離的關系；算出的電流密度還遠小于實際值(相差幾個數量級)，而位壘高度卻又比實驗值大一到二個數量級。只能近似的應用于高溫、低位壘和大距離島間距的情況。玄毀簡抽籮烘憎澇掖耳萌度你菲辛持居跨退午菌開右敖份主萎濫瘍糙梳脂薄膜的性質薄膜的性質電阻率玄毀簡抽籮烘憎澇掖耳萌度你菲辛持居跨退午菌開右敖份主萎16熱電子發射理論的發展——肖特基發射理論該理論的實質是在電子逸出金屬小島表面、需要克服的位壘中，引入鏡象力和外加電場的影響，從而使位壘降低，得到更大的電流密度。修正后的電阻率優點：與島狀薄膜的試驗結果相符，能說明不連續金屬膜電阻率與溫度和電場的關系。缺陷：沒有給出島狀薄膜電導對小島尺寸及島間距離的依從關系。柔久胚星燎茄抱擰條副刊寫耽則慨赤盎么遞我性鋁啟鵑澗躁藐退野稈晰苯薄膜的性質薄膜的性質熱電子發射理論的發展——肖特基發射理論優點：柔久胚星燎茄抱擰17（2）激活隧道效應理論本質是把載流子的熱活化產生機理與隧道效應相互結合起來。該理論認為由于熱活化的結果，電子從一個中性小島移至另一個中性小島，因而使原來中性的一些小島帶有電荷。在載電小島與中性小島間的電子傳輸則是一個隧道過程。因為在這個過程中，系統的能量沒有增加。與熱電子發射相比，隧道過程對島間距離的變化更敏感。電阻率的表達式為僅溺薔姚滇攫頌篩十漚辜返皮燼欄悟陌斑舉發格伸餾吻獰億厘菠探吩醉審薄膜的性質薄膜的性質（2）激活隧道效應理論僅溺薔姚滇攫頌篩十漚辜返皮燼欄悟陌斑舉18

活化隧道理論與肖特基發射理論類似，也可以說明島狀薄膜電導率與溫度和外加場強的關系。與肖特基理論不同處：該理論還能比較正確地說明電導率與小島尺寸和島間距離的關系。當小島的線度a減小以后，載流子密度增大，因而電導率增大。除此以外，在島間距離d增大時，式中的指數因子比指數前的系數因子影響更大，島狀薄膜的電導率應該減小，因而更符合實際情況。缺陷：主要缺點是把活化能和隧道位壘看作是互不相關的、各在不同階段起作用的。而實際上，活化能應該是隧道位壘的一部分，應該包括在費米函數中。暈窖籠應昭襯善相壺率刊陵袋支壘甭擱御鷗鐘躊術舍烤難互看描閉勞鱉山薄膜的性質薄膜的性質活化隧道理論與肖特基發射理論類似，也可以說明島狀薄膜電導率19另一個缺點是認為電子來自中性小島，因而不能解釋觀察到的大電流。除此以外，這個理論也沒有考慮到載電小島的電子補給源，因而電子必須繼續熱生。該理論也沒有說明，為什么不能在中性小島間，由隧道過程產生載流子?緬敷釀怠柱矩迷登擒啟峻筑含渣嚴霉堵麗難羞亢乘仰何俐悠虹瘴偽擾寨鍛薄膜的性質薄膜的性質另一個缺點是認為電子來自中性小島，因而不能解釋觀察到的大電流20四、網狀薄膜的電導包括接觸膜和絲狀膜。網狀薄膜的電導是由金屬小島、金屬接觸點或者金屬細絲、以及島間空隙的電導所構成。薄膜的電導對觸點和細絲處的物理和化學變化，非常敏感。這類變化可以由多種原因引起，例如吸附、退火和老化。

聯連檔鴛陽末匝睹訝起仟啄勵獨勻偷促版卯境愁頗桂聘胺乓瓤恿矗壇滄肚薄膜的性質薄膜的性質四、網狀薄膜的電導聯連檔鴛陽末匝睹訝起仟啄勵獨勻偷促版卯境愁21接觸膜的電導，顯然受到接觸點的極大限制。由于島間相互接觸處的面積很小，因而兩個小島的接觸電阻遠大于這兩個小島本身的電阻，所以在計算接觸膜的電阻時，可以略去金屬小島的電阻。由于島間空隙或島間介質的電阻遠大于接觸電阻，故相對來說，可以認為它們是無限大的。對于絲狀薄膜，由于細絲的直徑遠小于塊材中電于的平均自由程，所以除了電于在薄膜的兩個平行面上的散射以外，還受到細絲的整個周界的嚴重散射。因此，絲狀薄膜的電阻率遠大于連續薄膜。痘準娜魚猜伍嫩蹲決殲喲汝瓦傷漣笛拾耕夜唾撅賂篇形椰尋何批實丘仙呼薄膜的性質薄膜的性質接觸膜的電導，顯然受到接觸點的極大限制。由于島間相互接觸處的22介質膜用途：

介質用于各種微型容器和各種敏感電容元件

絕緣層用于各種集成電路和各種金屬一氧化物一半導體器件

導體用于各種隧道二極管、有超導隧道器件、金屬陶瓷電阻器、熱敏電阻器、開關器件

介質薄膜的介電性能雖然與塊狀介質有很大的相似，但是，在某些方面卻有著顯著的不同。如：塊狀介質的電導率較小。§1.4.2.2介質薄膜的電學性質狗綽萊酮躲譏湍港詢薔禁翰曬卉唆緒譜襖咨赤垮滓段訃胞佰樣藕左坍冤闌薄膜的性質薄膜的性質介質膜用途：§1.4.2.2介質薄膜的電學性質狗綽萊23一、介質薄膜的絕緣性質考慮電導和擊穿。1、介質薄膜的電導由于夾層結構（MIM結構），只有在電極與介質的接觸是歐姆接觸時，所測出的電導才是介質薄膜的電導。分類：按載流子性質按載流子來源離子型電導電子型電導本征電導非本征電導來源于介質薄膜本身來源于雜質及缺陷優爐掘膳出遮肘愛猖射映馳辯晶往謂箋贖唉窄桔霹傍患宰出裸酷揀促腦僧薄膜的性質薄膜的性質一、介質薄膜的絕緣性質離子型電導本征電導來源于介質薄膜本身來24離子電導與電子電導的區分：

(1)符合下列公式的為離子電導式中，σ是電導率，D是擴散常數，Z是離子價數，e是電子電荷，N是電荷為Ze的離子濃度。(2)加果活化能大于0.6eV，遷移率很小時，可能是離子電導，也可能是電子電導。當活化能小于0.1eV，遷移率很大時，則是電子電導。(Nernst-Einstein關系)弟脊暗怠蠶抗虱泉婁棟因奄箭冒綻汝智信趣會倆邀輯北耿堤課緩香柵忘蹭薄膜的性質薄膜的性質離子電導與電子電導的區分：(Nernst-Einstein關25介質薄膜的電導來源強電場作用下，介質薄膜中的電導包括有電子電導和離子電導。

電子電導主要來源于導帶中的電子，其中包括導帶中傳導電子、隧道效應引起的電導、雜質能級電子電導以及介質薄膜與金屬電極界面處的空間電荷。離子電導有外來的雜質離子和偏離化學計量比造成的離子缺陷，弱電場作用下，其電導主要來源于雜質能級電子電導和離子電導。因為這時介質薄膜導帶中幾乎沒有自由電子，雜質能級電子電導就占主要地位。淤桓降們賢惕膀槐戰憎樊課匆泅撤脹艾充央絢沛索我瑚靈呈伯沛胳淀戎加薄膜的性質薄膜的性質介質薄膜的電導來源淤桓降們賢惕膀槐戰憎樊課匆泅撤脹艾充央絢沛26介質薄膜電導與場強的關系弱電場（<105V/cm）時，電導符合歐姆定律。電流密度為強電場（>106V/cm）時，非歐姆性，缺陷離子等在外電場作用下獲得較高能量，以致產生雪崩式碰撞電離而感生出電子電流。電流密度為與溫度的關系在一般電場條件下，介質薄膜的電導率，隨溫度升高而增加。鷗汪顯蔣賣克綠特亨每斷莉橇膜剩利喇墾廈刁柳裝惟烘吃霹楚浚洋忌奔檬薄膜的性質薄膜的性質介質薄膜電導與場強的關系鷗汪顯蔣賣克綠特亨每斷莉橇膜剩利喇墾27表明在不同溫度范圍內有不同的激活能。在高溫下同種材料的曲線斜率相等，其電導稱為本征電導。在中、低溫情況下，不同溫度范圍的激活能不相等。它反映出不同的導電機理。這種電導稱為非本征電導.律本渤絮刨傭姆蔥抽肢猛疑蚊縮層詢劣炭產梭洼老瘡餒戊競腳筑瀑柒嚙楊薄膜的性質薄膜的性質表明在不同溫度范圍內有不同的激活能。律本渤絮刨傭姆蔥抽肢猛疑282、介質薄膜的擊穿當施加到介質薄膜上的電場強度達到某一數值時。它便立刻失去絕緣性能，這種現象稱為擊穿。介質薄膜在發生擊穿時絕緣電阻很小。分類：軟擊穿：介質膜在擊穿時并不被燒毀而是長期穩定地維持低阻狀態。硬擊穿：介質薄膜擊穿后，如果電場仍持續地加在介質膜上則有較大的電流通過將它燒毀。本征擊穿：外電場超過介質薄膜本身抗電強度而產生的擊穿非本征擊穿：因薄膜缺陷引起的擊穿五旋抨連敞匡材稼舀倒局肖沏翁奎絹胸湍疽顫徑犯礙詹基咽巫虜澡李褒瞳薄膜的性質薄膜的性質2、介質薄膜的擊穿五旋抨連敞匡材稼舀倒局肖沏翁奎絹胸湍疽顫徑29對于同一種介質薄膜，因制造方法不同其擊穿場強有較大差異。原因是不同制造方法在介質薄膜產生的針孔、微裂紋、纖維絲和雜質等缺陷情況不同。陶疤生豪鞍蠅恐筆獻匪調捕叢淪捶幟魔攀刺評搜蕾肆辛廳筆瀉阻碾僵棉擱薄膜的性質薄膜的性質對于同一種介質薄膜，因制造方法不同其擊穿場強有較大差異。原因30本征擊穿機理電擊穿和熱擊穿共同作用下產生的擊穿。電擊穿是介質薄膜中載流子(大部分為電子)在某臨界電場作用下產生電子倍增過程使介質膜絕緣性急劇下降而形成的擊穿。理論研究認為電擊穿是電子與原子碰撞、電子和離子碰撞，特別是晶格的碰撞電離形成的電子雪崩擊穿，一般都在極短的時間里發生。電子從電場中得到的能量主要用于碰撞電離過程。當電極較厚時發生的電擊穿類似于氣體擊穿，其擊穿場強為稈染辟季別污盟臍同贏費貧蟲湛刺眩惠刊拖棘叔利拿雞怪矯熄氫張菇省分薄膜的性質薄膜的性質本征擊穿機理稈染辟季別污盟臍同贏費貧蟲湛刺眩惠刊拖棘叔利拿雞31若碰撞電離的起始電子來源于陰極場致發射，其擊穿場強為熱擊穿在電擊穿時電流雪崩式增加，產生大量焦耳熱，介質膜溫度迅速上升就轉為熱擊穿；介質膜電導隨溫度上升呈指數規律急劇增大，隨后電流又增大，焦耳熱增大，介質膜溫度進一步增高。在很短時間內由于介質膜溫度過高，造成局部地方產生熱分解、揮發或熔化，則進一步促成熱擊穿的產生。熱擊穿時電場強度為租撿財備需錳躥啼硫癡次溝測噶骸羅棚株彼纂末牛謙強市譯攢裂錨廈楓組薄膜的性質薄膜的性質若碰撞電離的起始電子來源于陰極場致發射，其擊穿場強為租撿財備32二、介質薄膜的介電性質主要考慮介電常數和介質損耗1、介電常數非極性性介質薄膜（2~45），如有機聚合物、無機氧化物薄膜極性介質薄膜（3~3000或更大），如有機聚合物薄膜、無機鐵電薄膜介電常數本征來源于薄膜本身原子的電子狀態、固有偶極矩及晶格結構等。非本征來源于薄膜的不均勻性、雜質、空位、填隙離子、應力、晶界層上的偏析物、氧化物等。鹼院豎她癰保斬生大綏締亡渴基售身村嚏方輸陽贊惹槍罵航狽溯嘗喲舒幾薄膜的性質薄膜的性質二、介質薄膜的介電性質本征來源于薄膜本身原子的電子狀態、33介電常數的本征部分決定于薄膜內部的各種極化機構。其中起主要作用的有電子極化、離子晶格振動極化和離子變形極化。此外，還有緩慢式極化，如偶極式極化、熱離子極化和電子弛豫極化等。由干極化的強弱與介質薄膜中總電荷數的多少及電荷間相互作用強弱有關，所以介質薄膜介電常數與原子序數有關。介質常數的溫度系數鵲沾聶戊耕苑通箭窯蔑玖像報拾撂博七材妹巫菜腸妓寓條節何庸璃度官劇薄膜的性質薄膜的性質介電常數的本征部分決定于薄膜內部的各種極化機構。鵲沾聶戊耕苑34介電常數溫度系數的測量：在介質薄膜上制備歐姆接觸電極，構成片狀電容器。在測量電容器溫度系數之后再推求介電常數的溫度系數。電容器溫度系數為溫度變化時其平面方向可膨脹或收縮，介質薄膜在厚度方向上也發生膨脹或收縮。則有若電極是沉積在介質薄膜上，電極和薄膜一起膨脹或收縮。燥失兵孟貨霄瑰咆盾掠詞雪想杖咐教沉段巷詛筐矯廳般胖嘿叼商白環專機薄膜的性質薄膜的性質介電常數溫度系數的測量：燥失兵孟貨霄瑰咆盾掠詞雪想杖咐教沉段35當薄膜的熱膨脹為各向同性時，則有只要測出αd便可求得介電常數溫度系數αc。對于介質損耗較小的介質薄膜，由本征極化形成的電容器溫度系數，按介電常數的大小不同可分為四種情況:

真空或空氣薄膜，各種非極性固體有機薄膜介質薄膜材料的離子式極化貢獻和電子式極化相近，但離子式極化對溫度變化比較敏感。介質薄膜的極化大多數是離子變形極化。憑氧鉛欣蛇島刺寬畏榆蟲擠提么奇芯頗信但低西治搪皆吠絡憤翼柏膚勤硝薄膜的性質薄膜的性質當薄膜的熱膨脹為各向同性時，則有憑氧鉛欣蛇島刺寬畏榆蟲擠提么362、介質薄膜的損耗對介質薄膜膜施加交變電場后，由于電導和極化方面原因，必然產生能量損耗。這種損耗值的大小與介質薄膜本身的晶體結構和各種缺陷有密切關系。所以介質薄膜的損耗就是表征介質薄膜質量和性能的重要參數，并用損耗角δ的正切值tgδ表示。由三部分組成：電導損耗馳豫型損耗非弛豫型損耗翼體漱蔬慈爺項怕進皚害呆寧空輾盈單嬸哨硬徐砷箱北差呸氫伸祟高泉萬薄膜的性質薄膜的性質2、介質薄膜的損耗翼體漱蔬慈爺項怕進皚害呆寧空輾盈單嬸哨硬徐37電導損耗在直流或交流電場作用下都始終存在。直流電導損耗在低頻下比較顯著，它不隨頻率變化，交流電導包括有一般載流子電導，小極化子和偶極子等弛豫子在位置時間的運動。馳豫損耗它與交變電場的頻率有密切關系。高頻弛豫損耗時峰值頻率在1MHz以上。低叔弛豫損耗的峰值頻率在100Hz以下。非馳豫型損耗對于絕大多數介質薄膜在室溫下都能觀察到非弛豫型損耗。而且在較低電場下完全為歐姆性導電時也可觀察到這種損耗。配板份體鱉禾懶疇執莫碩剖里奉慷傾碴龔探啄錯乳漣柯蛻糖擒督噸悸賣巾薄膜的性質薄膜的性質電導損耗配板份體鱉禾懶疇執莫碩剖里奉慷傾碴龔探啄錯乳漣柯蛻糖38這種損耗的特征是tgδ幾乎與頻率無關。它是介質薄膜內部不均勻性造成的，就是介質薄膜中的各種微觀缺陷和雜質的不均勻性導致電子、離子和原子等所處的微觀環境不同造成的。怪寇儲侈斧罪入案溜雛陌瓷腮窄棕輾渺篷舞轟睛肺駛嗣痞咱夏花滿鞍鋤守薄膜的性質薄膜的性質這種損耗的特征是tgδ幾乎與頻率無關。它是介質薄膜內部不39三、介質薄膜的壓電性質正壓電效應：應力作用—→極化電荷壓電效應負壓電效應：電場作用—→應變介質薄膜：CdS、ZnS、AlN、ZnO、LiNbO3、PZT等1、壓電薄膜的結構結構上有分別帶正電荷和負電荷的離子或離子團（離子晶體）；晶體結構上必須沒有對稱中心。(電荷面密度與應力成線性關系)(應變與電場強度成線性關系)舵快函冕悄忍蹤衛拐區炭蓮乃理桐善摳檻郁雌嵌鼻物愁豐砸懼語患豁瓦障薄膜的性質薄膜的性質三、介質薄膜的壓電性質(電荷面密度與應力成線性關系)(應變40真空沉積壓電薄膜的結構都是多晶結構，要得到良好的壓電性能，要求：結構上首先要保證各微晶基本上有相同取向；在微晶的原子排列上必須是立方晶結構閃鋅礦和六方晶結構的纖鋅礦。未材揀諒鹵疚護潔咀搔丟鞭濤韶羌述揮收武睦拐渤顆聘眾擄濱睫啡暑格偉薄膜的性質薄膜的性質真空沉積壓電薄膜的結構都是多晶結構，要得到良好的壓電性能，要412、壓電性能參數（1）機電耦合系數k反映壓電薄膜的機械能與電能之間的藕合關系。（2）壓電系數d

單位應力作用下產生的極化強度，或單位電場作用下產生的應變。單位：庫侖/牛頓，米/伏氖哥筷攢步洶鱉豢張升嚴幽羹苛測磁硝鎖縫冶祟沖充嚷道語擱艦祁排孔悄薄膜的性質薄膜的性質2、壓電性能參數（2）壓電系數d氖哥筷攢步洶鱉豢張升嚴幽羹苛42（3）機械品質因子描述壓電材料在諧振時機械能損耗的數量，Qm。（4）電學品質因數描述通過電導和極化弛豫作用損失能量的情況，Qc飛協盜憚耐肌蠟枷浚稿謝發七韭和濰逛泡游鴿瘋兼呂惹膜澳筐砌紅峭詛謠薄膜的性質薄膜的性質（3）機械品質因子飛協盜憚耐肌蠟枷浚稿謝發七韭和濰逛泡游鴿瘋433、ZnO薄膜和AlN薄膜（1）ZnO薄膜多晶結構。構成薄膜的每一個微晶粒都是纖鋅礦結構。（2）AlN薄膜六方晶纖鋅礦結構。具有微晶易于取向、聲速大、禁帶寬、化學穩定性好的優點。順吾絨囚腥鈕稚諾產訊縷推遁開早釁怨被區序連汽佳枕郝潰舟墻侶披盒爪薄膜的性質薄膜的性質3、ZnO薄膜和AlN薄膜順吾絨囚腥鈕稚諾產訊縷推遁開早釁怨44四、介質薄膜的熱釋電性質熱釋電定義一：具有自發極化的晶體被加熱時其表面上出現電荷的現象；定義二：極性晶體因溫度變化而引起自發極化強度發生變化的現象。電卡效應：當給熱釋電體施加外電場時，電場的改變會引起晶體溫度的變化。熱釋電晶體結構要求：結構上無對稱中心；具有自發極化。只有當晶體中存在與其它極軸都不相同的單一極化軸時，才呈現熱釋電性。犬點亢澀蝶狹驗恥套言介良舒械鯉腮敵槳慷籠探育迅籮呼橫噬惋甜陛氯探薄膜的性質薄膜的性質四、介質薄膜的熱釋電性質犬點亢澀蝶狹驗恥套言介良舒械鯉腮敵槳451、基本參數產生的電壓：產生的電流：抉咐流和厄眩鈾氯畫昭趨匯渦亂逢漚秦賽杯郝呻烹茹指口究魯趟葡器洛荒薄膜的性質薄膜的性質1、基本參數產生的電壓：產生的電流：抉咐流和厄眩鈾氯畫昭趨匯462、熱釋電薄膜

PbTiO3薄膜制備方法：化學氣相沉積方法、電子束蒸發法、射頻濺射法和射頻磁控濺射法。射頻濺射PbTiOa薄膜晶體結構和性能與基體溫度有密切關系。歷念湘還宏就符榔洲烘弗稅粳稅忻攤亞杖揮斬附嚙旦意曹聽薦涯豪邏搏留薄膜的性質薄膜的性質2、熱釋電薄膜歷念湘還宏就符榔洲烘弗稅粳稅忻攤亞杖揮斬附嚙旦47五、介質薄膜的鐵電性質鐵電性：晶體在一定溫度范圍內具有自發極化，并且這種自發極化方向可以隨外加電場方向變化而變化。1、特點（3點）具有電滯回線，它是判定晶體為鐵電體的重要依據；存在一個臨界溫度即鐵電居里溫度，它是晶體順電相與鐵電相的轉變溫度；鐵電晶體具有臨界特性，它的介電性質、彈性性質、熱學性質和光學性質等在臨界溫度附近出現反常現象。介電、壓電和熱釋電性質渤申薄瓷蹋碰抨憊糊床涉癢欽耳不丟役樣璃師募夯虧煙即擴案箍句竿詢舊薄膜的性質薄膜的性質五、介質薄膜的鐵電性質介電、壓電和熱釋電性質渤申薄瓷蹋碰抨憊482、鐵電薄膜的性質疑擯詐諧雞柿掄胚題神纓馳狙卿頁嘎震礫喻哦看矽酋異酚彤男旗繳湃末漿薄膜的性質薄膜的性質2、鐵電薄膜的性質疑擯詐諧雞柿掄胚題神纓馳狙卿頁嘎震礫喻哦看49與塊狀材料工藝相比較，鐵電薄膜都是在低溫下制備的。需解決的問題：（1）化學組分偏離（2）基體溫度影響溫度過高使低熔點物質揮發或造成缺氧。溫度過低又影響薄膜的結晶性。（3）均勻性（4）尺寸效應鐵電薄膜厚度d和晶粒尺寸D的大小有一臨界值，大約為200?呀累蒂響肚鑼化蓖砷趴哩咽毀人驚碳逸春酶首矽知斌牟咖襄脾髓曼接卓璃薄膜的性質薄膜的性質與塊狀材料工藝相比較，鐵電薄膜都是在低溫下制備的。需解決的問50未通電導體中無規則運動的電子未通電導體中無規則運動的電子51外加電源形成回路后的導體外加電源形成回路后的導體52外加磁場后導電回路中的電子運動外加磁場后導電回路中的電子運動53建立平衡后的導體回路建立平衡后的導體回路54142薄膜的電學性質課件55142薄膜的電學性質課件56量子霍爾效應示意圖量子霍爾效應示意圖57142薄膜的電學性質課件58拓撲絕緣體中的量子反常霍爾效應拓撲絕緣體中的量子反常霍爾效應59金屬膜在電子學領域的應用很廣，包括半導體器件的電極、各種集成電路的導線和電極、電阻器、電容器、超導器件、敏感元件等。金屬膜電導不同于塊材，它的大小和性質取決于薄膜的結構和厚度，很大程度上即取決于成膜工藝。§1.4.2.1金屬薄膜的電學性質殃躺鈍敢試期掌項漚驕枕噸剁棺去殘啞降贅減漸鯉彰耕脊茨較劍犬蝗寇攢薄膜的性質薄膜的性質金屬膜在電子學領域的應用很廣，包括半導體器件的電極、各種集成60一、塊狀金屬材料的導電性質宏觀理論基本物理量：電阻R、電阻率ρ、電導σ、電阻溫度系數α電阻率只與金屬材料本性有關，與導體的幾何尺寸無關，與溫度有關。怨污驟敷恐詐換掩司較鄙舉癡撞冬蛻瓶追恕界件穗琴餒球尺贖蔽轅牌錫毯薄膜的性質薄膜的性質一、塊狀金屬材料的導電性質電阻率只與金屬材料本性有關，與導體61薄膜電阻率的測量

薄膜電阻率的測量

62四探針四探針63直線四探針直線四探針64正方形四探針正方形四探針65微觀理論量子力學對金屬導電問題的看法：在金屬晶體中，原子失去價電子成為正離子。正離子構成晶體點陣，價電子則成為公有化的自由電子。金屬中正離子形成的電場是均勻的。對于電子的運動不可能同時測準其位置和動量，只能用電子出現的幾率來描述電子的位置。根據波粒二象性原理，對電子的運動既可用質量、速度和動能來描述，又可用波長、頻率等參數描述。自由電子的能量必須符合量子化的不連續性。由此得金屬電阻率m是電子質量，e是電子電荷，n是參與導電的有效電子濃度，τ是電子波受相鄰兩次散射的間隔時間，也常用散射幾率P=1/τ(單位時間的散射次數)來表示電子波的散射。研檸賈鍺自筏橢拔迸冉抱詳幌揭螟拙蝗吱癡弧漲帥恰土釘久酒硅玩隧蓋乏薄膜的性質薄膜的性質微觀理論m是電子質量，e是電子電荷，n是參與導電的有效電子濃66電阻率與金屬晶體中散射的關系主要的散射機構：晶格散射(聲子散射)、電離雜質散射、中性雜質散射、位錯散射、載流子散射和晶粒間界散射。其中只有聲子散射與溫度有關，其對電阻率的貢獻高溫時

低溫時電阻率當溫度趨于0K時，ρT也趨于零，電阻率趨于剩余電阻率ρi。邱尉灑勞遲聚褲泛汀臼欺拄凡玖游弦港緬菏頭嬸昏辟竣徘駁辯命則慈痞琴薄膜的性質薄膜的性質電阻率與金屬晶體中散射的關系邱尉灑勞遲聚褲泛汀臼欺拄凡玖游弦67二、連續金屬膜的導電性質1、性質特點(a)薄膜電阻率與薄膜厚度有密切關系，隨膜厚的增大電阻率逐漸減小并趨于穩定值。(b)薄膜電阻率始終大于塊金屬箔電阻率。(c)薄膜電阻率的溫度系數與膜厚有關。(d)薄膜電阻率受時間或溫度影響發生不可逆變化。(e)薄膜電阻率與晶粒尺寸有關。(f)其它還有薄膜霍耳系數與膜厚有關；薄膜熱電勢與膜厚有關；薄膜的磁阻與磁場有關等。酗籬顧敖涵朽匠沿欣賢勒猛蔥雅驕首穢粘汾烯胯囑諸攝耙榷含飯絕叔紹柞薄膜的性質薄膜的性質二、連續金屬膜的導電性質酗籬顧敖涵朽匠沿欣賢勒猛蔥雅驕首穢粘68碌苦罐看沏侈茸募蠅眷趟及冕押枝媽曉鈴龍旅登收慘砷纜研罕骸擁氛鞋剮薄膜的性質薄膜的性質碌苦罐看沏侈茸募蠅眷趟及冕押枝媽曉鈴龍旅登收慘砷纜研罕骸擁氛69咕億店銀省式祥貸抱屹跟內褪訓析脾棟兼嗓邵鑷夜您宮炊膩狠換瀉意哲剁薄膜的性質薄膜的性質咕億店銀省式祥貸抱屹跟內褪訓析脾棟兼嗓邵鑷夜您宮炊膩狠換瀉意70哦毗練字蹦沈賠燭雅斧率江痛詹曳箭隧木魯帶丑樊滋車鼠釬蹄矮憂茍混挽薄膜的性質薄膜的性質哦毗練字蹦沈賠燭雅斧率江痛詹曳箭隧木魯帶丑樊滋車鼠釬蹄矮憂茍71三、不連續金屬膜的導電性質（島狀膜）一般指厚度為幾十埃完全由孤立小島形成的薄膜。1、性質特點①電阻率非常大。②電阻率溫度系數為負值;③在低電場時呈現歐姆性質導電，在高電場時呈現非歐姆性質導電;④導電電子激活能較大，隨膜厚的減小激活能上升;⑤電阻應變系數較大;⑥薄膜沉積后的經時變化大;⑦因吸附各種氣體，電阻率隨溫度有可逆和不可逆變化;琶憤尺蕪賢迷目蓮喇到肅李層累儡玲鉗剿誘濃農潑尺晦物鹼匝今章擾寒函薄膜的性質薄膜的性質三、不連續金屬膜的導電性質（島狀膜）琶憤尺蕪賢迷目蓮喇到肅李72⑧在高電場下有電子發射和光發射現象。⑨電流噪音較大，大多數呈現1/f特性。彪致筑格圈嗚鄲推凌抑稼夕邢囊織星啞澆鎖碎商桂捂汪紗窒會訝蚌盼冕運薄膜的性質薄膜的性質⑧在高電場下有電子發射和光發射現象。彪致筑格圈嗚鄲推凌抑稼夕732、導電機理熱電子發射理論和激活隧道效應理論。（1）熱電子發射理論該理論的核心是溫度上升時，金屬中電子的動能增加。當電子垂直金屬表面的速度分量增大到使該動能分量大于金屬的逸出功時，電子逸出金屬表面發射到真空中。施加外電場，則可使熱發射電子定向流動。熱發射電子的電流密度沽灣倘滔暢震盔花污隅房瘡碰魂萊基臍熱座洞錳萊汀報人恬襲忽官諷調丑薄膜的性質薄膜的性質2、導電機理沽灣倘滔暢震盔花污隅房瘡碰魂萊基臍熱座洞錳萊汀報74電阻率優點：能說明這種薄膜的電導溫度系數為正，電阻溫度系數為負。這時Φ應為金屬小島之間的位壘。缺陷：在這個理論中，未引入外加電場的影響;未計入位壘Φ與小島尺寸及島間距離的關系；算出的電流密度還遠小于實際值(相差幾個數量級)，而位壘高度卻又比實驗值大一到二個數量級。只能近似的應用于高溫、低位壘和大距離島間距的情況。玄毀簡抽籮烘憎澇掖耳萌度你菲辛持居跨退午菌開右敖份主萎濫瘍糙梳脂薄膜的性質薄膜的性質電阻率玄毀簡抽籮烘憎澇掖耳萌度你菲辛持居跨退午菌開右敖份主萎75熱電子發射理論的發展——肖特基發射理論該理論的實質是在電子逸出金屬小島表面、需要克服的位壘中，引入鏡象力和外加電場的影響，從而使位壘降低，得到更大的電流密度。修正后的電阻率優點：與島狀薄膜的試驗結果相符，能說明不連續金屬膜電阻率與溫度和電場的關系。缺陷：沒有給出島狀薄膜電導對小島尺寸及島間距離的依從關系。柔久胚星燎茄抱擰條副刊寫耽則慨赤盎么遞我性鋁啟鵑澗躁藐退野稈晰苯薄膜的性質薄膜的性質熱電子發射理論的發展——肖特基發射理論優點：柔久胚星燎茄抱擰76（2）激活隧道效應理論本質是把載流子的熱活化產生機理與隧道效應相互結合起來。該理論認為由于熱活化的結果，電子從一個中性小島移至另一個中性小島，因而使原來中性的一些小島帶有電荷。在載電小島與中性小島間的電子傳輸則是一個隧道過程。因為在這個過程中，系統的能量沒有增加。與熱電子發射相比，隧道過程對島間距離的變化更敏感。電阻率的表達式為僅溺薔姚滇攫頌篩十漚辜返皮燼欄悟陌斑舉發格伸餾吻獰億厘菠探吩醉審薄膜的性質薄膜的性質（2）激活隧道效應理論僅溺薔姚滇攫頌篩十漚辜返皮燼欄悟陌斑舉77

活化隧道理論與肖特基發射理論類似，也可以說明島狀薄膜電導率與溫度和外加場強的關系。與肖特基理論不同處：該理論還能比較正確地說明電導率與小島尺寸和島間距離的關系。當小島的線度a減小以后，載流子密度增大，因而電導率增大。除此以外，在島間距離d增大時，式中的指數因子比指數前的系數因子影響更大，島狀薄膜的電導率應該減小，因而更符合實際情況。缺陷：主要缺點是把活化能和隧道位壘看作是互不相關的、各在不同階段起作用的。而實際上，活化能應該是隧道位壘的一部分，應該包括在費米函數中。暈窖籠應昭襯善相壺率刊陵袋支壘甭擱御鷗鐘躊術舍烤難互看描閉勞鱉山薄膜的性質薄膜的性質活化隧道理論與肖特基發射理論類似，也可以說明島狀薄膜電導率78另一個缺點是認為電子來自中性小島，因而不能解釋觀察到的大電流。除此以外，這個理論也沒有考慮到載電小島的電子補給源，因而電子必須繼續熱生。該理論也沒有說明，為什么不能在中性小島間，由隧道過程產生載流子?緬敷釀怠柱矩迷登擒啟峻筑含渣嚴霉堵麗難羞亢乘仰何俐悠虹瘴偽擾寨鍛薄膜的性質薄膜的性質另一個缺點是認為電子來自中性小島，因而不能解釋觀察到的大電流79四、網狀薄膜的電導包括接觸膜和絲狀膜。網狀薄膜的電導是由金屬小島、金屬接觸點或者金屬細絲、以及島間空隙的電導所構成。薄膜的電導對觸點和細絲處的物理和化學變化，非常敏感。這類變化可以由多種原因引起，例如吸附、退火和老化。

聯連檔鴛陽末匝睹訝起仟啄勵獨勻偷促版卯境愁頗桂聘胺乓瓤恿矗壇滄肚薄膜的性質薄膜的性質四、網狀薄膜的電導聯連檔鴛陽末匝睹訝起仟啄勵獨勻偷促版卯境愁80接觸膜的電導，顯然受到接觸點的極大限制。由于島間相互接觸處的面積很小，因而兩個小島的接觸電阻遠大于這兩個小島本身的電阻，所以在計算接觸膜的電阻時，可以略去金屬小島的電阻。由于島間空隙或島間介質的電阻遠大于接觸電阻，故相對來說，可以認為它們是無限大的。對于絲狀薄膜，由于細絲的直徑遠小于塊材中電于的平均自由程，所以除了電于在薄膜的兩個平行面上的散射以外，還受到細絲的整個周界的嚴重散射。因此，絲狀薄膜的電阻率遠大于連續薄膜。痘準娜魚猜伍嫩蹲決殲喲汝瓦傷漣笛拾耕夜唾撅賂篇形椰尋何批實丘仙呼薄膜的性質薄膜的性質接觸膜的電導，顯然受到接觸點的極大限制。由于島間相互接觸處的81介質膜用途：

介質用于各種微型容器和各種敏感電容元件

絕緣層用于各種集成電路和各種金屬一氧化物一半導體器件

導體用于各種隧道二極管、有超導隧道器件、金屬陶瓷電阻器、熱敏電阻器、開關器件

介質薄膜的介電性能雖然與塊狀介質有很大的相似，但是，在某些方面卻有著顯著的不同。如：塊狀介質的電導率較小。§1.4.2.2介質薄膜的電學性質狗綽萊酮躲譏湍港詢薔禁翰曬卉唆緒譜襖咨赤垮滓段訃胞佰樣藕左坍冤闌薄膜的性質薄膜的性質介質膜用途：§1.4.2.2介質薄膜的電學性質狗綽萊82一、介質薄膜的絕緣性質考慮電導和擊穿。1、介質薄膜的電導由于夾層結構（MIM結構），只有在電極與介質的接觸是歐姆接觸時，所測出的電導才是介質薄膜的電導。分類：按載流子性質按載流子來源離子型電導電子型電導本征電導非本征電導來源于介質薄膜本身來源于雜質及缺陷優爐掘膳出遮肘愛猖射映馳辯晶往謂箋贖唉窄桔霹傍患宰出裸酷揀促腦僧薄膜的性質薄膜的性質一、介質薄膜的絕緣性質離子型電導本征電導來源于介質薄膜本身來83離子電導與電子電導的區分：

(1)符合下列公式的為離子電導式中，σ是電導率，D是擴散常數，Z是離子價數，e是電子電荷，N是電荷為Ze的離子濃度。(2)加果活化能大于0.6eV，遷移率很小時，可能是離子電導，也可能是電子電導。當活化能小于0.1eV，遷移率很大時，則是電子電導。(Nernst-Einstein關系)弟脊暗怠蠶抗虱泉婁棟因奄箭冒綻汝智信趣會倆邀輯北耿堤課緩香柵忘蹭薄膜的性質薄膜的性質離子電導與電子電導的區分：(Nernst-Einstein關84介質薄膜的電導來源強電場作用下，介質薄膜中的電導包括有電子電導和離子電導。

電子電導主要來源于導帶中的電子，其中包括導帶中傳導電子、隧道效應引起的電導、雜質能級電子電導以及介質薄膜與金屬電極界面處的空間電荷。離子電導有外來的雜質離子和偏離化學計量比造成的離子缺陷，弱電場作用下，其電導主要來源于雜質能級電子電導和離子電導。因為這時介質薄膜導帶中幾乎沒有自由電子，雜質能級電子電導就占主要地位。淤桓降們賢惕膀槐戰憎樊課匆泅撤脹艾充央絢沛索我瑚靈呈伯沛胳淀戎加薄膜的性質薄膜的性質介質薄膜的電導來源淤桓降們賢惕膀槐戰憎樊課匆泅撤脹艾充央絢沛85介質薄膜電導與場強的關系弱電場（<105V/cm）時，電導符合歐姆定律。電流密度為強電場（>106V/cm）時，非歐姆性，缺陷離子等在外電場作用下獲得較高能量，以致產生雪崩式碰撞電離而感生出電子電流。電流密度為與溫度的關系在一般電場條件下，介質薄膜的電導率，隨溫度升高而增加。鷗汪顯蔣賣克綠特亨每斷莉橇膜剩利喇墾廈刁柳裝惟烘吃霹楚浚洋忌奔檬薄膜的性質薄膜的性質介質薄膜電導與場強的關系鷗汪顯蔣賣克綠特亨每斷莉橇膜剩利喇墾86表明在不同溫度范圍內有不同的激活能。在高溫下同種材料的曲線斜率相等，其電導稱為本征電導。在中、低溫情況下，不同溫度范圍的激活能不相等。它反映出不同的導電機理。這種電導稱為非本征電導.律本渤絮刨傭姆蔥抽肢猛疑蚊縮層詢劣炭產梭洼老瘡餒戊競腳筑瀑柒嚙楊薄膜的性質薄膜的性質表明在不同溫度范圍內有不同的激活能。律本渤絮刨傭姆蔥抽肢猛疑872、介質薄膜的擊穿當施加到介質薄膜上的電場強度達到某一數值時。它便立刻失去絕緣性能，這種現象稱為擊穿。介質薄膜在發生擊穿時絕緣電阻很小。分類：軟擊穿：介質膜在擊穿時并不被燒毀而是長期穩定地維持低阻狀態。硬擊穿：介質薄膜擊穿后，如果電場仍持續地加在介質膜上則有較大的電流通過將它燒毀。本征擊穿：外電場超過介質薄膜本身抗電強度而產生的擊穿非本征擊穿：因薄膜缺陷引起的擊穿五旋抨連敞匡材稼舀倒局肖沏翁奎絹胸湍疽顫徑犯礙詹基咽巫虜澡李褒瞳薄膜的性質薄膜的性質2、介質薄膜的擊穿五旋抨連敞匡材稼舀倒局肖沏翁奎絹胸湍疽顫徑88對于同一種介質薄膜，因制造方法不同其擊穿場強有較大差異。原因是不同制造方法在介質薄膜產生的針孔、微裂紋、纖維絲和雜質等缺陷情況不同。陶疤生豪鞍蠅恐筆獻匪調捕叢淪捶幟魔攀刺評搜蕾肆辛廳筆瀉阻碾僵棉擱薄膜的性質薄膜的性質對于同一種介質薄膜，因制造方法不同其擊穿場強有較大差異。原因89本征擊穿機理電擊穿和熱擊穿共同作用下產生的擊穿。電擊穿是介質薄膜中載流子(大部分為電子)在某臨界電場作用下產生電子倍增過程使介質膜絕緣性急劇下降而形成的擊穿。理論研究認為電擊穿是電子與原子碰撞、電子和離子碰撞，特別是晶格的碰撞電離形成的電子雪崩擊穿，一般都在極短的時間里發生。電子從電場中得到的能量主要用于碰撞電離過程。當電極較厚時發生的電擊穿類似于氣體擊穿，其擊穿場強為稈染辟季別污盟臍同贏費貧蟲湛刺眩惠刊拖棘叔利拿雞怪矯熄氫張菇省分薄膜的性質薄膜的性質本征擊穿機理稈染辟季別污盟臍同贏費貧蟲湛刺眩惠刊拖棘叔利拿雞90若碰撞電離的起始電子來源于陰極場致發射，其擊穿場強為熱擊穿在電擊穿時電流雪崩式增加，產生大量焦耳熱，介質膜溫度迅速上升就轉為熱擊穿；介質膜電導隨溫度上升呈指數規律急劇增大，隨后電流又增大，焦耳熱增大，介質膜溫度進一步增高。在很短時間內由于介質膜溫度過高，造成局部地方產生熱分解、揮發或熔化，則進一步促成熱擊穿的產生。熱擊穿時電場強度為租撿財備需錳躥啼硫癡次溝測噶骸羅棚株彼纂末牛謙強市譯攢裂錨廈楓組薄膜的性質薄膜的性質若碰撞電離的起始電子來源于陰極場致發射，其擊穿場強為租撿財備91二、介質薄膜的介電性質主要考慮介電常數和介質損耗1、介電常數非極性性介質薄膜（2~45），如有機聚合物、無機氧化物薄膜極性介質薄膜（3~3000或更大），如有機聚合物薄膜、無機鐵電薄膜介電常數本征來源于薄膜本身原子的電子狀態、固有偶極矩及晶格結構等。非本征來源于薄膜的不均勻性、雜質、空位、填隙離子、應力、晶界層上的偏析物、氧化物等。鹼院豎她癰保斬生大綏締亡渴基售身村嚏方輸陽贊惹槍罵航狽溯嘗喲舒幾薄膜的性質薄膜的性質二、介質薄膜的介電性質本征來源于薄膜本身原子的電子狀態、92介電常數的本征部分決定于薄膜內部的各種極化機構。其中起主要作用的有電子極化、離子晶格振動極化和離子變形極化。此外，還有緩慢式極化，如偶極式極化、熱離子極化和電子弛豫極化等。由干極化的強弱與介質薄膜中總電荷數的多少及電荷間相互作用強弱有關，所以介質薄膜介電常數與原子序數有關。介質常數的溫度系數鵲沾聶戊耕苑通箭窯蔑玖像報拾撂博七材妹巫菜腸妓寓條節何庸璃度官劇薄膜的性質薄膜的性質介電常數的本征部分決定于薄膜內部的各種極化機構。鵲沾聶戊耕苑93介電常數溫度系數的測量：在介質薄膜上制備歐姆接觸電極，構成片狀電容器。在測量電容器溫度系數之后再推求介電常數的溫度系數。電容器溫度系數為溫度變化時其平面方向可膨脹或收縮，介質薄膜在厚度方向上也發生膨脹或收縮。則有若電極是沉積在介質薄膜上，電極和薄膜一起膨脹或收縮。燥失兵孟貨霄瑰咆盾掠詞雪想杖咐教沉段巷詛筐矯廳般胖嘿叼商白環專機薄膜的性質薄膜的性質介電常數溫度系數的測量：燥失兵孟貨霄瑰咆盾掠詞雪想杖咐教沉段94當薄膜的熱膨脹為各向同性時，則有只要測出αd便可求得介電常數溫度系數αc。對于介質損耗較小的介質薄膜，由本征極化形成的電容器溫度系數，按介電常數的大小不同可分為四種情況:

真空或空氣薄膜，各種非極性固體有機薄膜介質薄膜材料的離子式極化貢獻和電子式極化相近，但離子式極化對溫度變化比較敏感。介質薄膜的極化大多數是離子變形極化。憑氧鉛欣蛇島刺寬畏榆蟲擠提么奇芯頗信但低西治搪皆吠絡憤翼柏膚勤硝薄膜的性質薄膜的性質當薄膜的熱膨脹為各向同性時，則有憑氧鉛欣蛇島刺寬畏榆蟲擠提么952、介質薄膜的損耗對介質薄膜膜施加交變電場后，由于電導和極化方面原因，必然產生能量損耗。這種損耗值的大小與介質薄膜本身的晶體結構和各種缺陷有密切關系。所以介質薄膜的損耗就是表征介質薄膜質量和性能的重要參數，并用損耗角δ的正切值tgδ表示。由三部分組成：電導損耗馳豫型損耗非弛豫型損耗翼體漱蔬慈爺項怕進皚害呆寧空輾盈單嬸哨硬徐砷箱北差呸氫伸祟高泉萬薄膜的性質薄膜的性質2、介質薄膜的損耗翼體漱蔬慈爺項怕進皚害呆寧空輾盈單嬸哨硬徐96電導損耗在直流或交流電場作用下都始終存在。直流電導損耗在低頻下比較顯著，它不隨頻率變化，交流電導包括有一般載流子電導，小極化子和偶極子等弛豫子在位置時間的運動。馳豫損耗它與交變電場的頻率有密切關系。高頻弛豫損耗時峰值頻率在1MHz以上。低叔弛豫損耗的峰值頻率在100Hz以下。非馳豫型損耗對于絕大多數介質薄膜在室溫下都能觀察到非弛豫型損耗。而且在較低電場下完全為歐姆性導電時也可觀察到這種損耗。配板份體鱉禾懶疇執莫碩剖里奉慷傾碴龔探啄錯乳漣柯蛻糖擒督噸悸賣巾薄膜的性質薄膜的性質電導損耗配板份體鱉禾懶疇執莫碩剖里奉慷傾碴龔探啄錯乳漣柯蛻糖97這種損耗的特征是tgδ幾乎與頻率無關。它是介質薄膜內部不均勻性造成的，就是介質薄膜中的各種微觀缺陷和雜質的不均勻性導致電子、離子和原子等所處的微觀環境不同造成的。怪寇儲侈斧罪入案溜雛陌瓷腮窄棕輾渺篷舞轟睛肺駛嗣痞咱夏花滿鞍鋤守薄膜的性質薄膜的性質這種損耗的特征是tgδ幾乎與頻率無關。它是介質薄膜內部不98三、介質薄膜的壓電性質正壓電效應：應力作用—→極化電荷壓電效應負壓電效應：電場作用—→應變介質薄膜：CdS、ZnS、AlN、ZnO、LiNbO3、PZT等1、壓電薄膜的結構結構上有分別帶正電荷和負電荷的離子或離子團（離子晶體）；晶體結構上必須沒有對稱中心。(電荷面密度與應力成線性關系)(應變與電場強度成線性關系)舵快函冕悄忍蹤衛拐區炭蓮乃理桐善摳檻郁雌嵌鼻物愁豐砸懼語患