Научная статья на тему 'Термо-ЭДС в Ag-Pd толстопленочных резисторах при воздействии сфокусированным излучением полупроводникового лазера'

Термо-ЭДС в Ag-Pd толстопленочных резисторах при воздействии сфокусированным излучением полупроводникового лазера Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
188
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫЙ РЕЗИСТОР / THICK FILM RESISTOR / ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЛАЗЕР / SEMICONDUCTOR LASER / ТЕРМО-ЭДС / THERMO-EMF

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Александров Владимир Алексеевич

Экспериментально исследована термо-ЭДС в серебро-палладиевых толстопленочных резисторах при локальном нагревании их поверхности излучением полупроводникового лазера. Величина сигнала термо-ЭДС является максимальной при облучении лазером границ контактов резистивной пленки с электродами, знак сигнала зависит от полярности включения резисторов в измерительную схему и расположения пятна лазера на границах электродов и краях неоднородностей в материале резистивной пленки. Термо-ЭДС в резисторах при воздействии на поверхность периодическими импульсами лазера имеет постоянную и импульсную составляющие. Частота и длительность фронта термоэлектрических однополярных импульсов на электродах резисторов равны, соответственно, частоте и длительности импульсов лазера. В серебро-палладиевых толстопленочных резисторах термо-ЭДС чувствительна к взаимодействию с водородом, восстановляющим оксид палладия на поверхности резистивной пленки. Термоэлектрические явления обнаружены также в рутениевом чип-резисторе и в тонкопленочной резистивной структуре хром-медь-никель при сканировании поверхности лучом лазера. Термо-ЭДС в пленочных резисторах при воздействии лазерным излучением объясняется эффектом Зеебека при локальном нагревании области контактов электродов с резистивной пленкой, образующих распределенные плоские термопары.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Александров Владимир Алексеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Thermo-EMF in the Ag-Pd thick-film resistors when exposed to the focused radiation of a semiconductor laser

Experimentally investigated the thermo-EMF in silver-palladium thick film resistors for local heating of the surface emission semiconductor laser. The magnitude of the signal of the thermo-EMF is a maximum when the laser contacts the boundaries of the resistive film with the electrodes, the sign of the signal depends on the polarity of the inclusion of resistors in the measuring circuit and the location of the laser spot on the borders of the electrodes and the edges of the inhomogeneities in the material of the resistive film. Thermo-EMF in resistors when exposed to the surface of periodic laser pulses has a constant and pulsed components. The frequency and duration of thermoelectric front of unipolar pulses on the electrodes of the resistors are equal, respectively, the frequency and duration of laser pulses. Silver-palladium thick film resistors, thermo-EMF is sensitive to the interaction with hydrogen, restful oxide of palladium on the surface of the resistive film. Thermoelectric phenomena are also found in ruthenium chip, resistor and thin film resistor structure of chrome-copper-nickel in the surface scanning by a laser beam. Thermo-EMF in thin-film resistors when exposed to laser radiation is due to the Seebeck effect when locally heating the area of contact of the electrodes with a resistive film, forming a distributed flat thermocouple.

Текст научной работы на тему «Термо-ЭДС в Ag-Pd толстопленочных резисторах при воздействии сфокусированным излучением полупроводникового лазера»

УДК 537.322.11

ТЕРМО-ЭДС В Ag-Pd ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРАХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СФОКУСИРОВАННЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА

АЛЕКСАНДРОВ В. А.

Институт механики Уральского отделения РАН, 426067, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34

АННОТАЦИЯ. Экспериментально исследована термо-ЭДС в серебро-палладиевых толстопленочных резисторах при локальном нагревании их поверхности излучением полупроводникового лазера. Величина сигнала термо-ЭДС является максимальной при облучении лазером границ контактов резистивной пленки с электродами, знак сигнала зависит от полярности включения резисторов в измерительную схему и расположения пятна лазера на границах электродов и краях неоднородностей в материале резистивной пленки. Термо-ЭДС в резисторах при воздействии на поверхность периодическими импульсами лазера имеет постоянную и импульсную составляющие. Частота и длительность фронта термоэлектрических однополярных импульсов на электродах резисторов равны, соответственно, частоте и длительности импульсов лазера. В серебро-палладиевых толстопленочных резисторах термо-ЭДС чувствительна к взаимодействию с водородом, восстановляющим оксид палладия на поверхности резистивной пленки. Термоэлектрические явления обнаружены также в рутениевом чип-резисторе и в тонкопленочной резистивной структуре хром-медь-никель при сканировании поверхности лучом лазера. Термо-ЭДС в пленочных резисторах при воздействии лазерным излучением объясняется эффектом Зеебека при локальном нагревании области контактов электродов с резистивной пленкой, образующих распределенные плоские термопары.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: толстопленочный резистор, полупроводниковый лазер, термо-ЭДС.

ВВЕДЕНИЕ

Пленочные резистивные элементы содержат в себе сформированные на диэлектрической подложке электроды, резистивную и защитную пленки. Резисторы изготавливаются с применением толстопленочной и тонкопленочной технологий, содержащийся в них материал является наноструктурированным. В толстопленочных резисторах в качестве функциональных материалов используются различные оксиды металлов, например оксид олова SnO2, оксид рутения RuO2, оксид палладия PdO и др. Эти оксиды обладают полупроводниковыми свойствами и, вследствие этого, резистивные элементы без защитного слоя позволяют преобразовать энергию физических и химических воздействий в электрический сигнал, возникающий непосредственно на электродах.

Исследования фотогальванических эффектов при воздействии импульсами лазера в серебро-палладиевых (Ag-Pd) толстопленочных резисторах [1 - 4], сформированных путем последовательного нанесения и вжигания проводниковой и резистивной паст на керамическую подложку ВК-94, позволили обратить внимание на свойства оксида палладия PdO. В Ag-Pd резисторах PdO и микрочастицы сплава палладия с серебром PdAg образуются в процессе высокотемпературных физико-химических реакций в материале резистивной пасты, содержащей оксид серебра Ag2O, палладий Pd и стекло С-660а в определенном соотношении. PdO является полупроводником р-типа, а сплав PdAg известен как катализатор многих химических реакций. Быстродействие возникновения электрического сигнала на электродах Ag-Pd резистора при воздействии импульсами лазера на поверхность резистивной пленки можно объяснить тем, что материал резистивной пленки представляет собой распределенное множество наноразмерных контактов металл-полупроводник р-типа, обладающих свойствами барьера Шоттки. PdO может восстанавливаться водородом до металлического палладия Pd и, в связи с этим, были проведены исследования взаимодействия Ag-Pd резисторов с водородом. Было установлено, что Ag-Pd толстопленочные резисторы являются чувствительными к газообразному водороду при температуре выше 50 °С и атомарному водороду при комнатной температуре [5]. Вследствие

восстановления мелкодисперсного палладия Pd водородом из оксида палладия PdO на поверхности резистивной пленки проводимость поверхности становится металлической и общее сопротивление резисторов снижается [5, 6]. Взаимодействие резистивной пленки с водородом приводит также и к изменению поверхностной термо-ЭДС, определяемой в Ag-Pd резисторах методом термозонда [5, 7].

Воздействием на поверхность Ag-Pd резисторов периодическими импульсами CO2-лазера также обнаружена термо-ЭДС, которая имеет постоянную и импульсную составляющие [8, 9]. Термо-ЭДС при этом и регистрируется как на зондовых электродах, подведенных к поверхности, так и на толстопленочных электродах по краям резистивной пленки. Частота однополярных сигналов ЭДС на электродах резисторов совпадает с частотой импульсов лазера. Большая мощность лазерного излучения установки, предназначенной для выполнения гравировки и маркирования деталей, не позволяет сфокусировать луч лазера на поверхности резисторов из-за разрушения материала поверхности пленки. Для исследования термо-ЭДС в пленочных структурах необходимо использование источников лазерного излучения меньшей мощности.

Целью настоящей работы являлось исследование термо-ЭДС в Ag-Pd резисторах при локальном нагревании их поверхности термозондом и лазерным лучом полупроводникового источника.

ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Часть образцов Ag-Pd толстопленочных резисторов, изготовленных из пасты ПР-100, имеет сопротивление около 60 Ом. В этих резисторах размер резистивной пленки составляет 6^6x0,02 мм, а электроды, сформированные из серебро-палладиевой пасты 1111-3 на расстоянии 5,5 мм друг от друга, имеют ширину 0,5 мм. Другая часть образцов с резистивной пленкой размером 2,5x2,0x0,02 мм имеет электроды шириной 0,3 мм, расстояние между которыми составляет 2,3 мм. Эти образцы были изготовлены из разных резистивных паст ПР-500 ^ ПР-50К и имеют сопротивление в интервале от 300 Ом до 36 кОм.

Конусообразный термозонд изготовлен из медного прутка диаметром 5 мм, диаметр основания на его конце, контактирующего с поверхностью исследуемых образцов, составляет 0,3 мм. Термозонд нагревается трубчатым нагревателем от источника питания напряжением 12 В, его температура контролируется с помощью хромель-алюмелевой термопары и поддерживается электронным стабилизатором температуры. Термо-ЭДС, возникающая между термозондом и любым из электродов резистора при подведении наконечника термозонда к поверхности резистивной пленки, измерялась мультиметром. Для записи кривых зависимости термо-ЭДС от температуры термозонда и от времени сигнал термо-ЭДС подавался на вход У самописца Н307/1, на вход X которого подавался сигнал от термопары, с помощью которой измерялась температура термозонда или устанавливался временной блок.

Для проведения экспериментов с локальным нагреванием участков поверхности образцов лазерным лучом изготовлен полупроводниковый источник импульсного лазерного излучения на основе лазерной указки БА-016 мощностью излучения на длине волны 532 нм в непрерывном режиме около 100 мВт. Указка оснащена линзой и установлена на штативе с помощью цилиндрической направляющей. На фокусном расстоянии линзы 55 мм диаметр пятна от луча лазера составляет 0,5 мм. Воздействие сфокусированным лучом этого лазера в непрерывном режиме на поверхность спая диаметром 0,48 мм термопары ТХА, изготовленной из хромелевой и алюмелевой проволоки диаметром 0,2 мм, приводит к нагреванию спая до температуры 210 °С в течение 30 сек. Для работы указки в импульсном режиме ее аккумулятор подключается через мощный полевой транзистор ХЯБ244К, управляемый генератором прямоугольных импульсов, построенной на микросхеме КБ555. Измерения с помощью фотодиода ФД-263 показали, что устройство в целом может давать лазерные импульсы с частотой от 1 Гц до 15 кГц.

Импульсное облучение поверхности спая термопары ТХА лазерной указкой FA-016 показало, что на концах термопары возникает термо-ЭДС с постоянной и импульсной составляющими. С помощью термопары регистрируются импульсы лазера частотой до 1 кГц. При частоте 100 Гц и длительностью 5 мс импульсов лазера величина постоянной составляющей равна 2,4 мВ, при которой спай нагревается до температуры 80 °С. Амплитуда однополярных импульсов термо-ЭДС равна 80 мкВ, что соответствует колебаниям температуры спая на 2 °С за период следования импульсов лазера.

Термо-ЭДС в термопаре и пленочных резисторах при воздействии периодическими импульсами лазера регистрировали с помощью усилителя на микросхеме ЛВ620 с коэффициентом усиления 1000 и двухканального осциллографа С1-55. При этом на вход второго канала осциллографа подавался сигнал от управляющего лазером генератора прямоугольных импульсов, частота которых контролировалась частотомером Ч3-34.

В экспериментах образцы устанавливались для защиты от помех в медной кювете, расположенной на подвижном столике. Луч лазера подавался вертикально и нормально к поверхности резисторов, расстояние от выходной линзы лазера до облучаемой поверхности резистора составляло 55 мм. Перемещение пятна лазера по поверхности резисторов осуществлялось за счет смещения столика относительно луча лазера с помощью винта и контролировалось микрометром-индикатором часового типа ценой деления 10 мкм.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Исследования термо-ЭДС в серебро-палладиевых резисторах методом термозонда показали, что сигнал термо-ЭДС является чувствительным к восстановлению палладия водородом непосредственно в зоне контакта наконечника термозонда с поверхностью резистора. Так, на рис. 1 представлены зависимости термо-ЭДС между термозондом и одним из толстопленочных электродов Ag-Pd резистора от температуры термозонда, подведенного к поверхности резистивной пленки резистора.

Т, °С

Рис. 1. Поверхностная термо-ЭДС в Ag-Pd резисторе в зависимости от температуры термозонда в атмосфере воздуха (1) и в потоке водорода 5 см3/мин (2)

Кривые построены самописцем при нагревании термозонда, контактирующего с поверхностью резистора на воздухе и в среде газообразного водорода, подаваемого к поверхности резистора от электролитического генератора водорода потоком 5 см3/мин. В среде водорода кривая термо-ЭДС начинает отклоняться от линейной зависимости при температуре выше 50 °С, указывая на начало восстановления палладия водородом на участке

поверхности резистивной пленки в области контакта с термозондом. При установленных значениях температуры термозонда величина термо-ЭДС начинает уменьшаться с момента подачи водорода в кювету с резистором (рис. 2). С увеличением температуры термозонда скорость снижения величины термо-ЭДС увеличивается. Размеры участка поверхности резисторов с восстановленным палладием составили не более 0,15^0,20 мм. После перемещения термозонда с заданной температурой на другой участок поверхности

1 мин

Рис. 2. Изменение поверхностной термо-ЭДС в Ag-Pd резисторе после подачи водорода

Нагревание сфокусированным непрерывным лазерным излучением поверхности резисторов приводит к возникновению термо-ЭДС на толстопленочных электродах и максимальное значение ЭДС обнаруживается при облучении участков поверхности резистивной пленки на границе контактов с электродами (рис. 3).

Рис. 3. Термо-ЭДС на электродах толстопленочного Ag-Pd резистора с Я=288 Ом при воздействии непрерывным сфокусированным излучением полупроводникового лазера

в зависимости от координаты пятна лазера

Знак сигнала термо-ЭДС зависит от положения пятна лазера на краях контактов резистивной пленки с электродами и полярности подключения этих электродов к входу усилителя. При перемещении пятна лазера непосредственно по поверхности резистивной пленки между электродами термо-ЭДС также может менять свой знак, указывая на границы металлических микрочастиц в составе резистивной пленки. Изменение знака ЭДС при этом возможно при смещении пятна лазера в пределах 10 мкм.

При облучении поверхности толстопленочных Л§-Рё резисторов импульсами лазерного излучения, сфокусированного в пучок диаметром 0,5 мм, термо-ЭДС имеет постоянную и импульсную составляющие так же, как и в термопаре. Длительность фронта однополярных импульсов термо-ЭДС при облучении резисторов лазерными импульсами частотой 100 Гц и выше равна длительности импульса лазера. Максимальное значение амплитуды сигналов обнаруживается при облучении границы контактов резистивной пленки с электродами (рис. 4).

Рис. 4. Термо-ЭДС в Ag-Pd резисторе с Я=288 Ом при облучении лазерными импульсами частотой 100 Гц

в зависимости от координаты пятна лазера

Частичная металлизация поверхности резисторов путем восстановления палладия атомарным и газообразным водородом приводит к образованию участков, при облучении границ которых лазерным лучом также выявляется увеличение сигнала термо-ЭДС. Величина сигналов ЭДС при этом оказывается больше по сравнению с сигналами, получаемыми при облучении границ контактов резистивной пленки с серебро-палладиевыми электродами. В резисторах, в которых палладий восстановлен на участке резистивной пленки, перекрывающем серебро-палладиевый электрод, термо-ЭДС при облучении границы контакта резистивной пленки с толстопленочным электродом имеет противоположный знак по сравнению с термо-ЭДС, возникающей при облучении границы контакта резистивной пленки с электродом в исходных резисторах (рис. 5).

Рис. 5. Термо-ЭДС в Ag-Pd резисторе (Я=560 Ом) с Pd, восстановленным на участке поверхности резистивной пленки атомарным водородом, при облучении лазерными импульсами частотой 100 Гц

Были также проведены эксперименты с резисторами, на поверхности которых палладий восстанавливался с помощью полупроводникового лазера. Для этого в кювету с резистором подавался газообразный водород, кювета закрывалась кварцевым стеклом толщиной 0,2 мм. Луч от лазерной указки подавался через это стекло к поверхности резистора и осуществлялось перемещение пятна лазера со скоростью 1 мм/с по линии, параллельной толстопленочным электродам резистора. Процесс восстановления палладия при этом сопровождался возникновением на электродах резистора хемо-ЭДС, непрерывно изменяющийся по величине сигнал которой регистрировался как осциллографом, так и самописцем. В резисторе с размером резистивной пленки 2,5*2,0*0,02 мм и начальным сопротивлением 340 Ом сигнал ЭДС достигал величины 0,2 мВ. Сопротивление резистора при этом снизилось всего на 4 Ом.

Последующие измерения термо-ЭДС при локальном нагревании поверхности этих резисторов лучом полупроводникового лазера показали, что в резисторах, на поверхности которых палладий восстановлен локальным нагреванием лазерным лучом в среде водорода, величина сигнала термо-ЭДС значительно возрастает при облучении границ участка резистивной пленки с палладием (рис. 6). Ширина линии с палладием, восстановленным нагреванием лазерным лучом в среде водорода на поверхности образца с резистивной пленкой 6*6*0,02 мм с сопротивлением 60 Ом, составила 80 мкм. В Л§-Рё резисторах в зависимости от их сопротивления импульсная термо-ЭДС регистрируется при облучении границ контактов с толстопленочными электродами импульсами лазера с частотой до 1,5^2,0 кГц и границ с восстановленным палладием - до 3,0^4,0 кГц.

Сигнал термо-ЭДС в Л§-Рё толстопленочном резисторе при локальном облучении контактной области между металлической пленкой с восстановленным Рё и полупроводниковым РёО является чувствительным к различным газам. При подаче водорода к поверхности резистора вблизи распределенного контакта, нагретого лучом лазера, происходит восстановление водородом РёО до металлического палладия и смещение границы металл-полупроводник от нагреваемого участка, в результате которого величина термо-ЭДС на электродах резистора снижается.

Чувствительность термо-ЭДС в Л§-Рё резисторе к термокаталитической реакции была проверена с использованием бутана. Для этого использовался резистор с участком поверхности с восстановленным палладием. Резистор вместе с подложкой нагревался до температуры 120 °С, локальная область границы Рё-РёО дополнительно нагревалась металлическим электродом или лучом лазера. После подачи бутана потоком 5 см /мин к поверхности резистора величина термо-ЭДС понизилась на 10 % в обоих случаях и восстанавливалась после прекращения подачи газа.

ра рао

т

к

со 0 -50

-100

-150

-200

-250

Рис. 6. Термо-ЭДС в Ag-Pd резисторе (Я=58 Ом) с Ра, восстановленным на поверхности резистивной пленки в виде линии лазерным лучом в среде водорода, при облучении лазерными импульсами частотой 100 Гц (на вкладке показаны формы сигналов импульсной термо-ЭДС при облучении границ электрода (1) и участка с палладием (2))

Возникновение термо-ЭДС на электродах Л§-Рё толстопленочных резисторов при локальном нагревании их поверхности лазерным излучением указывает на проявление эффекта Зеебека, обусловленного нагреванием контактной области электродов с резистивной пленкой, сформированных из разнородных материалов. В связи с этим, были проведены эксперименты по выявлению термо-ЭДС при облучении излучением полупроводникового лазера в пленочных резисторах, изготовленных из других материалов. Для этого использовались толстопленочные чип-резисторы на основе оксида рутения ЯиО2 и тонкопленочные структуры с резистивной пленкой из хрома.

На рис. 7 представлены кривые зависимости термо-ЭДС на электродах толстопленочного чип-резистора сопротивлением 100 Ом от координаты пятна лазера на его поверхности. Размеры чип-резистора составляли 6,4*3,2*0,6 мм, его защитный слой перед экспериментом был удален. Максимальная величина сигнала ЭДС в чип-резисторе наблюдается при нагревании лучом лазера участков поверхности на границе контакта резистивной пленки с электродами. Однако величина сигнала термо-ЭДС по сравнению с сигналом в Л§-Рё резисторах значительно ниже из-за того, что Яи02 имеет п-тип проводимости. В проведенных экспериментах данными чип-резисторами регистрировались лазерные импульсы частотой до 1 кГц.

Рис. 7. Термо-ЭДС в чип-резисторе при локальном нагревании сфокусированным лучом полупроводникового лазера: 1 - ЭДС при воздействии непрерывным излучением, 2 - ЭДС при облучении лазерными импульсами частотой 100 Гц, 3 - импульсная составляющая термо-ЭДС при частоте лазерных импульсов 100 Гц

Тонкопленочные резисторы были изготовлены из пленки Сг-Си-№ (хром-медь-никель), полученной магнетронным распылением на ситалловой подложке 60*48*0,6 мм. В пленке Сг-Си-№ хром напылен в качестве адгезионного слоя толщиной не более 5 нм, толщина медного слоя составляет 500 - 800 нм, слой никеля имеет толщину не более 20 нм. Тонкопленочные резисторы представляли собой полоску пленки шириной 2 мм, в которой участки с резистивным слоем из Сг создавались избирательным травлением N1 и Си азотной кислотой.

Исследования показали, что в тонкопленочных резисторах при облучении их поверхности сфокусированным излучением полупроводникового лазера также возникает ЭДС. Максимальное значение ее сигнала обнаруживается в случаях, когда пятно лазера находится на границах контактов медно-никелевых электродов с резистивной пленкой из хрома.

На рис. 8 представлены кривые зависимости термо-ЭДС от координаты точки воздействия лазерным излучением на поверхность тонкопленочного резистора с тремя резистивными участками. В резисторе с одним участком резистивной пленки кривая термо-ЭДС имеет 2 крайних максимума. Импульсное облучение лазером этих тонкопленочных структур показало, что с их помощью возможна регистрация лазерных импульсов до 2 кГц.

Рис. 8. Термо-ЭДС в тонкопленочном резисторе (Я=80 Ом) с тремя резистивными участками при локальном нагревании сфокусированным лучом полупроводникового лазера: 1 - при воздействии непрерывным излучением, 2 - при облучении лазерными импульсами частотой 100 Гц, 3 - импульсная составляющая термо-ЭДС при облучении импульсами частотой 100 Гц

ВЫВОДЫ

Термо-ЭДС в серебро-палладиевых толстопленочных резисторах при нагревании поверхности термозондом и воздействии сфокусированным излучением лазера является чувствительной к восстановлению палладия водородом на отдельном участке резистивной пленки. Сигнал термо-ЭДС при воздействии сфокусированным излучением полупроводникового лазера в этих резисторах имеет максимальное значение при облучении границ участков резистивной пленки с палладием и границ контактов резистивной пленки с толстопленочными электродами. Термо-ЭДС в пленочных резисторах обусловлена эффектом Зеебека вследствие того, что контакты электродов и резистивной пленки при нагревании лучом лазера проявляют себя в качестве распределенной пленочной термопары.

Результаты исследований могут быть использованы для разработки термоэлектрических наноструктурированных датчиков импульсного лазерного излучения. Чувствительность сигнала термо-ЭДС в пленочных резисторах при локальном нагревании лучом лазера к относительному перемещению пятна лазера позволит использовать эти резисторы совместно с полупроводниковым лазером в качестве датчиков вибрации и перемещения.

Восстановление палладия на поверхности толстопленочных серебро-палладиевых резисторов нагреванием лучом лазера в среде водорода указывает на возможность создания термоэлектрических сенсоров и датчиков водорода, более чувствительных по сравнению с резистивными датчиками, которые используются для мониторинга взрывоопасных производств, контроля и регулирования технологических процессов в области водородной энергетики, а также может быть положено в основу лазерно-водородной технологии управления свойствами полупроводниковых наноструктур.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров В. А., Калюжный Д. Г., Зонов Р. Г. Вихревой поверхностный ток в толстопленочном резисторе при воздействии лазером // Письма в Журнал технической физики. 2010. Т. 36, вып. 14. С. 55-59.

2. Михеев Г. М., Зонов Р. Г., Александров В. А. Светоиндуцированная эдс в серебро-палладиевых резистивных пленках // Письма в Журнал технической физики. 2010. Т. 36, вып. 14. С. 79-87.

3. Михеев Г. М., Александров В. А., Саушин А. С. Наблюдение циркулярного фотогальванического эффекта в серебро-палладиевых резистивных пленках // Письма в Журнал технической физики. 2011. Т. 37, вып. 12. С. 16-24.

4. Александров В. А., Калюжный Д. Г., Александрович Е. В. Влияние водорода на проводимость Лд-Рё толстопленочных резисторов // Письма в Журнал технической физики. 2013. Т. 39. Вып. 1. С. 88-94.

5. Александров В. А., Калюжный Д. Г., Бурнышев И. Н. Датчик водорода // Патент РФ, № 2525643.

2014.

6. Александров В. А. Поверхностная термоэдс в серебро-палладиевых толстопленочных резисторах // Вестник Удмуртского университета. Физика и химия. 2012. № 4. С. 18-21.

7. Калюжный Д. Г., Александров В. А. Применение наноструктурированных серебро-палладиевых резистивных пленок для точного позиционирования фокусированного лазерного излучения // Приборы и техника эксперимента. 2015. № 3. С. 102-104.

8. Калюжный Д. Г., Александров В. А., Бесогонов В. В. Применение толстых Лд-Рё- пленок для измерения параметров лазерного излучения // Прикладная физика. 2016. № 3. С. 81-84.

THERMO-EMF IN THE Ag-Pd THICK-FILM RESISTORS WHEN EXPOSED TO THE FOCUSED RADIATION OF A SEMICONDUCTOR LASER

Aleksandrov V. A.

Institute of Mechanics, Ural Branch of the Russian Academy of Science, Izhevsk, Russia

SUMMARY. Experimentally investigated the thermo-EMF in silver-palladium thick film resistors for local heating of the surface emission semiconductor laser. The magnitude of the signal of the thermo-EMF is a maximum when the laser contacts the boundaries of the resistive film with the electrodes, the sign of the signal depends on the polarity of the inclusion of resistors in the measuring circuit and the location of the laser spot on the borders of the electrodes and the edges of the inhomogeneities in the material of the resistive film. Thermo-EMF in resistors when exposed to the surface of periodic laser pulses has a constant and pulsed components. The frequency and duration of thermoelectric front of unipolar pulses on the electrodes of the resistors are equal, respectively, the frequency and duration of laser pulses. Silver-palladium thick film resistors, thermo-EMF is sensitive to the interaction with hydrogen, restful oxide of palladium on the surface of the resistive film. Thermoelectric phenomena are also found in ruthenium chip, resistor and thin film resistor structure of chrome-copper-nickel in the surface scanning by a laser beam. Thermo-EMF in thin-film resistors when exposed to laser radiation is due to the Seebeck effect when locally heating the area of contact of the electrodes with a resistive film, forming a distributed flat thermocouple.

KEYWORDS: thick film resistor, a semiconductor laser, thermo-EMF.

REFERENCES

1. Aleksandrov V. A., Kalyuzhnyy D. G., Zonov R. G. Vikhrevoy poverkhnostnyy tok v tolstoplenochnom rezistore pri vozdeystvii lazerom [Laser-induced surface vortex current in a thick film resistor]. Technical Physics Letters, 2010, vol. 36, iss. 7, pp. 663-664.

2. Mikheev G. M., Zonov R. G., Aleksandrov V. A. Svetoindutsirovannaya eds v serebro-palladievykh rezistivnykh plenkakh [Light-induced emf in silver-palladium film resistor]. Technical Physics Letters, 2010, vol. 36, iss. 7, pp. 675-678.

3. Mikheev G. M., Aleksandrov V. A., Saushin A. S. Nablyudenie tsirkulyarnogo fotogal'vanicheskogo effekta v serebro-palladievykh rezistivnykh plenkak [Grcular photogalvanic effect observed in silver-palladium film resistors]. Technical Physics Letters, 2011, vol. 37, iss. 6, pp. 551-556.

4. Aleksandrov V. A., Kalyuzhnyi D. G., Aleksandrovich E. V. The Effect of Hydrogen on the Conductivity of Ag-Pd Thick Film Resistors. Technical Physics Letters, 2013, vol. 39, iss. 1, pp. 95-97. DOI: 10.1134/S1063785013010021

5. Aleksandrov V. A., Kalyuzhnyi D. G., Burnyshev I. N. Datchik vodoroda [Hydrogen sensor]. Patent RF, № 2525643, 2014.

6. Aleksandrov V. A. Poverkhnostnaya termoeds v serebro-palladiyevykh tolstoplenochnykh rezistorakh [The surface thermo-EMF in the silver-palladium thick film resistors]. Vestnik Udmurtskogo universiteta. Fizika i khimiya. [Bulletin of Udmurt University. Physics and chemistry], 2012, no. 4, pp. 18-21.

7. Kalyuzhnyi D. G., Aleksandrov V. A. Application of nanostructured silver-palladium resistive films for accurate positioning of focused laser radiation. Instruments and Experimental Techniques, 2015, vol. 58, no. 3, pp. 410-412.

8. Kalyuzhnyi D. G., Aleksandrov V. A., Besogonov V. V. Primeneniye tolstykh Ag-Pd- plenok dlya izmereniya parametrov lazernogo izlucheniya [The possibility of using the thick Ag-Pd film for measuring the laser parameters]. Prikladnaya Fizika (AppliedPhysics), 2016, no. 3, pp. 81-84.

Александров Владимир Алексеевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИМ УрО РАН, e-mail: ava@udman. ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.