Анотація. Обговорено механізми, які лежать в основі виникнення фрактальної форми включень нової фази у плівках VO2 під час фазового переходу метал-ізолятор. Отримані результати показують, що гістерезис температурної залежності опору R(T) суттєво залежить від морфології та текстури плівки. Окрім цього спостерігаються деякі фрактальні особливості. Для визначення фрактальної розмірності D структурних елементів досліджуваних плівок за їхніми зображеннями було попередньо порівняно й обговорено різні підходи до фрактального аналізу. В результаті обробки зображень плівок було встановлено, що межі структурних елементів мають фрактальну розмірність від 1.3 до 1.5 і вище та корелюють з формою R(T). Фрактальні межі вказують на домінуючу роль пружних напружень у фазовому переході плівок, що підтверджено чисельним моделюванням. На основі цих результатів запропоновано аналітичну модель, яка пов’язує вільну енергію плівки з фрактальною розмірністю її складових. Залежно від співвідношення пружної та міжфазної питомих енергій положення мінімуму вільної енергії F відповідає певній фрактальній розмірності D. Малі значення міжфазної енергії приводять до більшої фрактальної розмірності, що робить початкову фазу більш стабільною. Цей висновок добре пояснює всі ефекти, що спостерігаються експериментально у VO2. Отримані результати дають змогу краще зрозуміти вплив структури і морфології на інші властивості досліджуваних плівок.

Ключові слова:фазовий перехід метал-ізолятор, VO2 плівки, чисельне моделювання.

Текст статті (PDF)

Назад до 27 (1)