Preview

Bulletin of State University of Education. Series: Physics and Mathematics

Advanced search

CONDUCTIVITY OF A THIN METAL LAYER TAKING INTO ACCOUNT THE DEPENDENCE OF THE SPECULARITY COEFFICIENT ON THE ANGLE OF THE ELECTRON’S INCIDENCE ON THE SURFACE

https://doi.org/10.18384/2310-7251-2020-4-49-65

Abstract

The aim of this work is to analyze the dependence of the electrical conductivity of a thin metal film on the nature of the dependence of the specularity coefficient on the angle of incidence of electrons on the metal surface. The dependence of the specularity coefficient on the angle of incidence is considered, satisfying the Andreev condition. Methodology. A model boundary condition is considered, taking into account the dependence of the specularity coefficient on the angle of incidence of electrons on the metal surface. Results. The considered model of the boundary conditions in the limiting cases transforms into the Fuchs boundary condition and into the Soffer boundary condition. In addition, the considered boundary condition, in contrast to the Fuchs and Soffer boundary conditions, satisfies the Andreev criterion for an almost tangential incidence of electrons on the metal surface. Research implications. The results obtained can find application in the study of the interaction of electromagnetic radiation with a thin metal film, wires, in small metal particles and in describing the skin effect in a metal.

About the Authors

F. A. Karimov
Moscow Region State University
Russian Federation


A. A. Yushkanov
Department of Theoretical Physics
Russian Federation


References

1. Абрикосов А. А. Основы теории металла. М.: Наука, 1977. 520 с.

2. Андреев А. Ф. Взаимодействие проводящих электронов с поверхностью металла // Успехи физических наук. 1971. Т. 105. № 1. С. 114-124. DOI: 10.3367/UFNr.0105.197109d.0113.

3. Кузнецова И. А., Романов Д. Н., Юшканов А. А. Расчёт высокочастотной электропроводности тонкого металлического слоя в случае эллипсоидальной поверхности Ферми // Микроэлектроника. 2018. Т. 47. № 3. С. 226-237. DOI: 10.7868/S0544126918030079.

4. Кузнецова И. А., Савенко О. В. Юшканов А. А. Влияние граничных условий на электропроводность тонкой цилиндрической проволоки // Микроэлектроника. 2016. Т. 45. № 2. С. 126-134. DOI: 10.7868/S0544126916020071.

5. Латышев А.В., Юшканов А.А. Взаимодействие электромагнитной H-волны с тонкой металлической пленкой // Микроэлектроника. 2012. Т. 41. № 1. С. 30-35.

6. Лифшиц Е. М., Питаевский Л. П. Физическая кинетика. М.: Физматлит. 2001. 536 c.

7. Уткин А. И., Завитаев Э. В., Юшканов А. А. Расчёт электрической проводимости тонкого металлического слоя в случае различных коэффициентов зеркальности его поверхностей // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2016. № 9. C. 85-91. DOI: 10.7868/S0207352816090158.

8. Уткин А. И., Юшканов А. А. Влияние коэффициентов зеркальности на проводимость тонкого металлического слоя в случае неоднородного, периодического по времени электрического поля // Микроэлектроника. 2016. Т. 45. № 5. С. 386-395. DOI: 10.7868/S0544126916050100.

9. Fuchs K. The conductivity of thin metallic films according to the electron theory of metals // Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. 1938. Vol. 34. Iss. 1. P. 100-108. DOI: 10.1017/S0305004100019952.

10. Sondheimer E. H. The mean free path of electrons in metals // Advances in Physics. 2001. Vol. 50. Iss. 6. P. 499-537. DOI: 10.1080/00018730110102187.

11. Soffer S. B. Statistical Model for the Size Effect in Electrical Conduction // Journal of Applied Physics. 1967. Vol. 38. Iss. 4. P. 1710-1715. DOI: 10.1063/1.1709746.

12. Gall D. Electron mean free path in elemental metals // Journal of Applied Physics. 2016. Vol. 119. P. 085101. DOI: 10.1063/1.4942216.

13. Jones W. E., Kliewer K. L., Fuchs R. Nonlocal theory of the optical properties of thin metallic films // Physical Review. 1969. Vol. 178. Iss. 3. P. 1201-1203. DOI: 10.1103/PHYSREV.178.1201.

14. Electron scattering at surfaces and grain boundaries in Cu thin films and wires / Chawla J. S., Gstrein F., O’Brien K. P., Clarke J. S., Gall D. // Physical Review B. 2011. Vol. 84. Iss. 23. P. 235423-1-235423-10. DOI: 10.1103/PHYSREVB.84.235423.


Review

Views: 92


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2949-5083 (Print)
ISSN 2949-5067 (Online)