非晶电学性能及非晶电性材料

D0I:10.13374/j.issn1001053x.1984.03.013 北京钢铁学院学报 1984年第3期 非晶电学性能及非晶电性材料 精密合金教研室杨国斌 ) 非晶材料问世以来，在机械性能、化学性能及物理性能方面均显示不少优点与特点。从 材料科学及物理学角度都有深入探讨的价值。非晶材料在物理性能方面，除了优异的磁性为 入们所关注外，其电学性能也是人们感兴趣的部分。首先非晶材料具有高电阻值及低电阻温 度系数（有的为负电阻温度系数），这在实用上与理论上均值得研究。另外非晶具有超导特 性，有些材料在超导状态下其临界转变温度较晶态为高。不少非晶材料在低温下观察到电阻 极小值效应（近藤效应）也是当前人们进行探讨的话跃课题。非晶结构是长程无序的，因此 不存在如同晶态那样的点阵周期场，故非晶中电子能带结构与晶态有显著差别，这一差别对 于电性的影响以及非晶能带结构问题都是重要的理论问题。本文不拟仔细讨论理论问题，耐 是从非晶材料在电学性能上与晶态有何区别，非晶在电性方面的特性，并讨论构成这些特性 的可能物理本质，预测一下非晶电性材料在几方面的可能应用。 一、非晶的电性特点 1. 非昌态与昌态合金的电性比较 表1 晶态、液态与非晶态合金导电性比较 状态及合金 P3oK(μ2cm) TCR= 1 ×(10-8/℃) R3oox/R4.2K p dT 晶态 Cu 1.72 433 2008600 Na 4.6 546 液态 Cu 21.1(熔点附近) 50 Zn 37.4(熔点附近) -20 Ago.&Sno.2 83(熔点附近) -10 Ago.,Sn。.3 79 (熔点附近) +15 Fe1-xGex 100~150熔点附近 +~- 非晶态 Nba.Nio.。 150 -7 0.96 Ni1-xPx 100180 +15-5 0.99~1.05 Cuo..Zro. 350 -9 0.97 Pdo.Sio.2 86 8 1.03 112

北 京 钢 铁 学 院 学 报 年 第 期 非晶电学性能及非晶电性材料 精 密合 金 教研 室 杨 国斌 非 晶材料问 世 以 来 ， 在机械性能 、 化 学性 能 及物理性能 方而 均显示 不 少优点 与特点 。 从 材料科学及 物理 学角度都 有深入 探讨 的价值 。 非 晶材料 在物理性能 方面 ， 除了优异 的磁性为 人 们所关注外 ， 其 电学性 能 也是 人们感 兴趣的部分 。 首 先非 晶材料 具有高 电阻值 及低 电阻温 度系数 有的 为负电阻温度 系数 ， 这 在实用 上与理论 上均值 得研 究 。 另外 非 晶具有超导 特 性 ， 有 些材料 在超导 状 态下 其 临界转变温度较 晶态 为高 。 不少 非 晶材料在低 温 下 观 察到 电阻 极小值 效应 近 藤效 应 也是 当前人们进 行探讨 的 活 跃课题 。 非 晶结构是长程 无序 的 ， 因此 不存在如 同 晶态那样的点 阵周 期场 ， 故非 晶中电子能 带结 构与 晶态有 显著差别 ， 这 一 差别 对 于 电性 的 影 响 以 及非 晶能 带结 构问 题都 是重 要 的 理论问 题 。 木文不拟 仔细讨 论 理 论问 题 ， 而 是 从非 晶材料 在电学性能 上与 晶态有何 区别 ， 非 晶在 电性方面 的特性 ， 并讨 论 构成这 些特 性 的可能物理 本质 ， 预测 一下非 晶电性材料 在几 方面 的可能 应用 。 一 、 非 晶的 电性特 点 非 态 与 态合金 的 电性 比较 表 晶态 、 液 态与非 晶态合金导 电性比较 让 二 、 人 ， 二 、 ， 。 。 ， ， 。 。 ， 、 。 状 态 及合金 。 。 卜‘ 尺 止 共深 一 。 ℃ 尺 。 。 。 犷 、 ， 一 学 ‘ “ “ 一 ’ 尸 一 ‘ 盯一 饰 “ 一 ’ 一 ‘ 一 ‘ …万 ‘ “ “ ‘ ’ ‘ 一 ’ “ ‘ ’ 晶 态 … … 液 态 … ’ ‘ · “ 熔点 附近 ， “ · ‘笋点 附近， 一 “ 。 · ， ” 。 · ‘ ‘咚亨附近 ， 一 ‘ 。 · ， ” 。 · … 熔点 附近 … ‘ 卜 ‘ 一‘ 熔点 附近 十 ‘ 一 霖 。 考、 。 … 一 … 一 ， 丫 ， 一 。 。 。 ‘ 一 。 二 。 · · 多 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1984．03．013

由表1可见，就电阻率p而言，液态与非晶态的p在室温下可达50一350μ2cm,比晶态 大10一100倍之多。另外液态与非晶态的电阻温度系数TCR比晶态的小得多，有的为负值。非 晶的室温电阻与低温电阻比值Ra0ok/R4.2K接近1。我们知道可用晶态合金的Ro/R。.K比 值来估价金属之纯度。非晶显然不能作这方面的应用。从应用角度考虑，非晶态材料具有高 的p与低的TCR有重要实用意义。 2.非晶电子态 大家知道能带论是研究晶态固体电子运动的主要理论，能带论认为固体中的电子不是束 缚在个别原子上，而是在整个晶体中运动，，因此是共有化的。每个价电子基本上看作是相互 独立的，它们在点阵周期场内运动，这个周期势场包括原子 P(EX 实及其他电子的平均势场。非晶态中的电子运动的规律与晶 态中比较有相近之处，也有不同之处。对于非晶中的电子运 价 动时的大多数问题，可看成是相互独立的，但是非晶中的势 EA Eo 场不能再看作是周期性的。 KE) 非晶中也有导带和价带，它们之间有禁带相隔，能带的 存在是不依赖于晶体周期性的，差别在于能态密度函数存在 价静 于尾部。如图1所示。 Eo 在晶态中能带中的状态是共有化运动状态，而在非晶中 图1非晶半导体与晶态半 状态分为二类：-·类为扩展态，一类是定域态。在导带中E> 导体能态密度比较 a. 非晶半导体 E。的状态(Ec为临界状态)是扩展态，它的波函数延伸在 b,晶态半导体 整个空间，相对于电子可以通过隧道效应从一个势阱穿到另一个势阱，它类似于晶态中的共 有化运动状态。在：导带中E<Ec态是定域态，它的波函数只局限于一些中心点附近，随着远 离中心点的距离增大而呈指数衰减。电子不能通过隧道效应在整个材料中运动，而是在较小 的范围内作定域运动，所以叫定域态。 对于非晶扩展态中载流子导电的机理和晶态中载流子导电的机理相似，而在定域态中的 载流子只能通过晶格振动的相互作用交换能量，才能从一个定域态跳到另一个定城态。可以 看出，分析非晶中导电特性，就需着重分析定域态的导电机理。目前这方面的理论还很不成 熟。 二、非晶电阻率ρ对温度T的依赖关系 1.p一T曲线 在高温段非晶的P一T关系大体有类似的 趋势，如图2所示的(Fe,Nigo)BoB2。非晶在 1.1 加热与冷却过程中p一T曲线。在晶化温度T× 以前P∝T,而在Tx以上P急剧下降，直到晶化 结束，P又随温度上升而增大。冷却时p随T线 0.9 性下降。 300 500 700 低温段非晶的P一T曲线较为复杂。随成 900T(k) 份之不同有三种情况，如图3所示。A、B、C 图2(Fe,Nia)soB:。非晶的p一T 表示不同成份非晶的三种不同走向的P一T曲 曲线 113

由表 可见 ， 就 电阻 率 而 言 ， 液态与非 晶态的 在室温下 可达 一 协 ， 比 晶态 大 一 倍 之 多 。 另外 液 态与 非 晶态的 电阻温 度系数 比 晶态的小得多 ， 有的 为负值 。 非 晶的 室温 电阻与低温 电阻 比值 。 。 ‘ 接近 。 我 们 知道可用 晶态合金 的 。 ‘ 比 值 来 估价金属 之 纯 度 。 非 晶显然 不能 作这 方面 的 应用 。 从 应用 角度考虑 ， 非 晶态材料具有 高 的 与低 的 有重 要实用 意义 。 非 晶 电子 态 大家 知道能 带 论 是 研 究 晶态 固体 电子运 动的主 要理 ’ 论 ， 能带论认 为固体 中的 电子 不 是 束 缚在个别原 子 上 ， 而是 在 整个晶体 中运 动 ， 因此 是共有化 的 。 每个价 电子 基 本上看 作是相 互 独立 的 ， 它 们 在点 阵周 期场 内运 动 ， 这 个周 期势场 包括原 子 实及 其他 电子 的 平 均势 场 。 非 晶 态 中的 电子运 动的规 律与晶 态 中比较 有相 近 之处 ， 也有不 同之处 。 对于 非晶 中的 电子运 动 时的大多数问 题 ， 可 看成是 相 互独立 的 ， 但是 非 晶 中的势 场 不能再 看 作是周 期性的 。 非 晶 中也 有导 带 和价带 ， 它 们之 间有禁带 相隔 ， 能带的 存在是 不 依赖 于 晶体周 期性 的 ， 差 别 在于 能 态 密度函数存在 于尾部 。 如 图 所 示 。 在晶 态 中能带 中的状 态是共有化运 动状 态 ， 而 在非 晶 中 状态分 为二 类 一 类 为扩 展态 ， 一 类是 定域 态 。 在导 带 中 。 的状态 。 为临界状 态 是扩 展 态 ， 它 的波函 数延伸在 》 俄 。 毛 导非态晶体半晶半能导体态导体密度与晶比较态半 。 非晶 整个空 间 ， 相 对于 电子可 以 通过 隧道 效 应从一 个势 阱穿到 另一 个势阱 ， 它 类似于 晶 态 中的共 有化运 动状 态 。 在导 带 中 。 态是定域 态 ， 它 的波函数只局限于 一 些 中心 点附 近 ， 随 粉远 离 中心 点的 距 离 增大而 呈 指数衰减 。 电子不能 通过 隧道 效应在 整个材料 中运 动 ， 而是 在较小 的 范围 内作定域 运 动 ， 所 以 叫定域 态 。 对于 非晶扩 展 态 中载流 子导 电的机 理 和 晶态 中载流 子导 电的机理相 似 ， 而 在定域 态 中的 载流 子只 能通过 晶格振 动 的相 互作用 交换 能量 ， 才能从一 个定域 态跳 到另一 个定域 态 。 可 以 赞出 ， 分析非 晶巾导 电特性 ， 就需 着重分 析定域 态 的导 电机理 。 目前这 方面 的理论还 很 不成 熟 。 二 、 非晶 电阻 率 对温 度 的依 赖关 系 寺 一 曲钱 在高温段非 晶的 一 关 系大体 有 类 眼的 趋势 ， 如 图 所示 的 。 。 。 。 。 。 非 晶在 加热 与冷却过程 中 一 曲线 。 在 晶化温度 以前 ， 而在 以 上 急剧 下降 ， 直 到 晶化 结 束 ， 又随温度 上升 而增大 。 冷 却 时 随 线 性下 降 。 低温段 非 晶的 一 尸 曲线 较 为复 杂 。 随 成 份之 不 同有三 种情 况 ， 如 图 所示 。 、 、 卜 表示 不 同成份 非 晶的三 种不 同走向的 一 ‘ 曲 勺协 图 。 。 。 。 。 。 非晶的 一 曲线 汇衍 岁夕气 ‘ 声价介

线。按温度范围可以分作三个温度段。在I段(20K 以下)随温度下降电阻率按p∝~1nT变化。在I段 中(20-80K)电阻率按pc±T变化。即对A, C型合金按p∝T,对于B型合金按P~T。对于 晶态合金当T《0时p∝T5,在非晶中不存这种电 阻率与温度的依赖关系。在I段P∝±T。 2.非墨电阻的理论 B 非晶在电阻行为方面与晶态相比是有一些特点 的，如高电阻，低电阻温度系数（有的为负值）， 以及在低温电阻极小值效应方面的某些特点等，这 些都是值得探讨的理论问题。对于非晶电阻特征的 2010 6080 100130 探讨在文献中有两种模型：局域自旋涨落模型与 T(K) S-d散射模型。Hasega wa R〔1)提出局域自旋涨 图3非晶合金在低温段的三种 落模型，Mott〔2)提出S-d散射模型。Evans R〔3) 典型p一T曲线 与Cote P〔4)等人对非晶电阻的理论问题进行了研究。Evans等人的研究工作与上述二种模 型均得出在低温下电阻率按p∝T变化，在高温下按P∝T。若定量地比较用局域自旋涨落 理论与S-d散射理论所得到的结果，则它们是不能相互吻合的。这是因为有关态密度与声子 散射对P(T)的贡献的研究很不够，故作精确的定量计算尚有困难。 Dreirach O等人在测定Zr-Cu非晶结构因子aij(q,T)的实验基础上，对液态的过渡族 金属的电阻进行理论计算，其结果与实验符合的较好。用部分结构因子方法来讨论金属一 类金属非晶的电阻行为。要求确定所有部分结构因子，而在实际上电阻行为主要取决于过渡 族元素，所以可以用过渡族金属的简单结构因子来代替部分结构因子。这样非晶电阻可用下 式来描述： 下z p∝a(2kr)下2+4(E,s-Ep)2 (1) (1)式中Γ为能量宽度，E,。,是共 振散射能量，大约在3d带的中心，E: 为费米能，2kp为费米球直径，a为结 构因子。 结构因子a(K)对波数K的关系 曲线如图4所示。图中Z为价数，T1 与T:为二个不同的温度下所测的结 构因子与K的关系曲线。 状态密度N(E)与能量关系曲线 如图5所示。E,:为共振散射能量， 2=1 2 3 相当于d带中心。图5中箭头所标为各 元素的费米能位置。由(1)式可知，决 定非晶电阻率p大小的主要是a(2kp) 项和(E:-E)项。(E::一E)项 图4结构因子a(K)与波数K的关系曲线 的影响：从图5可见，N(E)一E曲线上给出Mn,Fe,Co,Ni过渡族元素及非过渡族元素 114

线 。 按温度范围可 以分 作三个温度段 。 在 段 以 下 随温 度下降电阻 率技 一 变 化 。 在 段 中 一 电阻率按 士 “ 变 化 。 即 对 ， 型 合 金 按 ， 对于 型 合金 按 一 ， 。 对于 晶态 合金 当 《 。 时 ‘ ， 在非晶中不存这 种 电 阻 率与温度的 依赖关 系 。 在 段 士 。 非 昌 电阻 的理 论 非 晶在 电阻行 为方面 与 晶态相 比 是有一 些特点 的 ， 如 高电阻 ， 低 电阻温度 系数 有的 为负值 ， 以 及 在低 温 电阻极小值效应方面 的某 些特点等 ， 这 些都是值 得探 讨 的理论问 题 。 对于 非 晶电阻特征的 探讨在 文献 中有 两种模型 局域 自旋 涨落模型与 一 散射 模型 。 〔 〕提 出局域 自旋涨 落模型 ， 〔 〕提出 一 散射模型 。 〕 气 图 非 晶合 金在低温 段的 三 种 典型 一 曲线 与 〕等人 对非 晶电阻 的理论问题 进 行 了研 究 。 等人 的 研究工 作与 上述二 种模 型 均得 出在低温 下 电阻 率按 变 化 ， 在高温下按 。 若 定 量 地 比较用局 域 自旋 涨 落 理论 与 一 散射 理 论所得到 的结果 ， 则 它 们是不 能相 互吻 合 的 。 这 是 因 为有关态 密度与 声 子 散射对 的贡献 的研究很 不够 ， 故 作精确的定量计 算尚有困难 。 等 人在测 定 一 非 晶结 构因 子 ， 的实验 基础 上 ， 对液态 的过渡族 金属 的 电阻进 行 理论计 算 ， 其结果与实验符 合 的较好 。 用 部分结构因子 方法来 讨论金属 类金属 非 晶的电阻 行 为 。 要求确定所有部分结 构因子 ， 而在实际 上电阻行 为主 要取 决于过－渡 族 元 素 ， 所 以 可 以用 过 渡 族金属 的简单结 构因子来 代替部分结构因 子 。 这 样非 晶电阻 可用 下 式 来 描述 “ 份可 目 万花石百丢万豆万可 式 中 为能量宽度 ， ， 。 是共 振散射能量 ， 大约在 带 的 中心 ， 为费米能 ， ， 为费米球直径 ， 为结 构 因 子 。 结 构因子 对 波数 的关 系 曲线如 图 所示 。 图 中 为价数 ， 与 为二 个 不 同的 温度下 所测 的结 构因 子与 的关系曲线 。 状态 密度 与 能量关系曲线 如 图 所示 。 ， 。 为共振散射 能量 ， 相 当于 带 中心 。 图 中箭头所标 为各 元 素的费米能位置 。 由 式可 知 ， 决 定 非 晶电阻 率 大小 的主 要是 ， 项和 。 一 ， 项 。 。 一 ， 项 丫 ”， ‘ 几 ‘ 吕甘。 乙 “ 图 结构 因子 与波数 的关 系 曲线 的 影 响 从 图 可见 ， 一 曲线 上给 出 ， ， 。 ， 过 渡族 元 素及非过 渡 族 元 素

Mn Fe Co Ni 200 d.band Ep 160 Fermi Energy Fe 120 Co 云 草 Ni 80叶 Eres 40 s band Cu b 3d3d03d3d3d19 E 图5状态密度与E的关系曲线 图6几种金属在熔点处的电阻率P Cu的费米能Er位置，Mn的Er几乎处于d带的中心，所以E,一Er很小。按(1)式Mn应 具有大的电阻率p值，而Fe,Co,Ni,Cu的非晶的电阻值依次递减。这一理论推测为实 验所证实，如图6所示的是几种金属在熔，点处的P值。因为液态的电阻值与非晶态的相近， 故图6给出的实验数据与按图5预测的非晶理论电阻值相符。以这些金属为基组成的非晶合金 的p值也体现按Mn,Fe,Co,Ni次序电阻值逐渐变小的倾向。例如(Fe,Mn)PBAI的 p值高达p~370μcm,而Fe基非晶合金的p~160μ2cm,Au基的Au-Ge-Si非晶的 p~100μ2◆cm。 a(2ke)项的影响：由图4可见，2K的位置由价数Z米定（即由每个原子的电子数e/a来 定)，例如当Z=1时，a(K)的峰值处在Kp的左侧，即2K<K,如pd的2K即处于此 处。当Z=2时，如Zr,Nb和Ti等金属及合金的2K刚好处在K附近。图4中虚线所示的为 在T,下测得的a(K)值，实线为在T:下测得的a(K)值，T:<T,即当温度升高时p下降， 即这类非晶具有负的电阻温度系数(TCR)。这个理论预测与实验相符。即Zr,Nb,Ti等 元素在非晶态下具负的TCR,而且与这些过渡族元素组成的非晶合金如Nb-Ni,Zr-Cu, Zr-Ni,Zr-Co,Zr,oPds及Ti-Be-Zr等，它们的TCR均为负值。 2k值可以用实验来测定，例如可用正电子湮没法测定非晶的2k值，从角关联曲线中 的断开处求2kr值。最近盐谷、沟口〔5〕报导了测定Mg。.,Zn。.3非晶的2Kr值，2kF= 2.82(A)-。与按式(2)计算的理论数值比较，二者符合的很好。 2kr=2(3π2(e/a)d.N/A) (2) (2)式中d为密度，N为亚佛加德罗常数，A为平均原子量，Mg与Zn为2价，故e/a=2, 测得合金密度d=2.92克/厘米，计算得2k=2.83(A)-1。说明用正电子湮没法测2k值 有效，但当费米能级处于带附近，则角关联的断开位置不好确定，此种情况下便不能用正 电子湮没法测得2k值。2k:值的测定还可以用雀尔系数测置法。测定霍尔系数R后，可按 (3)式计算出2k值。 71/3 2kp=2 -3π2 eRH (3) 对于非过渡族金属测定RH值用(3)式计算所得2k与用(2)式计算所得2k符合得较好。 8.非晶电阻温度系敞(TCR)的控制 非晶的TCR值低，有的非晶具有负TCR。通过什么办法可以控制非晶的TCR呢？首先 115

‘“甘”甘 口。日 伪场 已 宜 “ 一 车 、 人“ 价 。 未 、 、、 、、 ‘ …… 目 一 恋 二 么李仁 “ 卜东不茄厂荪飞 ， 丈声 ‘，，口夕，， 自，满 图 状 态 密度 与 的关 系 曲线 图 几 种金 属在熔 点处的 电阻率 的 粉 米能 位 置 ， 的 几 乎 处 于 带 的 中心 ， 所 以 ， 。 一 ，很 小 。 按 式 应 具有大 的 电阻 率 值 ， 而 ， 。 ， ， 的非 晶的 电阻值 依次递减 。 这 一 理论推测 为实 验所 证实 ， 如 图 所示 的 是 几 种金属 在熔点处 的 值 。 因 为液态 的 电阻值 与非 晶态 的相 近 ， 故 图 给 出的实 验 数据 与按图 预 测 的非 晶理论 电阻值相符 。 以这 些金 属 为基组 成的非 晶合金 的 值 也体现按 ， ， ， 次 序 电阻值 逐渐 变小 的倾 向 。 例 如 ， 的 值 高达 协 · ， 而 基非 晶合金 的 卜 一 ， 裱的 一 一 非 晶的 卜 一 。 项 的 影 响 由图 可 见 ， 的位置 由价数 来定 即 由每个原 子 的 电子数 来 定 ， 例 如 当 时 ， 的峰 值处 在 的 左侧 ， 即 ， ， 如 的 ， 即处于 此 处 。 当 时 ， 如 ， 和 等金属 及合 金的 刚好处在 ，附 近 。 图 中虚线所示 的 为 在 下测 得 的 值 ， 实线 为在 下测 得 的 值 ， ， 即 当温 度 升 高时 下降 ， 即这 类非 晶具有负的 电阻 温度 系数 。 这 个理论预测 与实验 相符 。 即 ， ， 等 元 素在 非 晶态 下 具负的 ， 而且与这 些过 渡族 元 素组成 的非 晶合 金如 一 ， 一 ， 一 ， 一 ， ， 。 。 及 一 一 等 ， 它 们 的 均 为负值 。 ，值可 以用 实验来测 定 ， 例 如可用 正 电子湮 没 法测 定非 晶的 ，值 ， 从 角关 联 曲线 中 的断开处 求 值 。 最 近盐谷 、 沟 口 〔 〕报导 测 定 。 ， 。 。 非 晶的 ，值 ， ， 入 一 ‘ 。 与 按 式 计算的理论数值 比较 ， 二者 符 合 的很 好 。 ， 〔 二 么 〕 ‘ 产 吕 式 中 为密度 ， 为亚佛加德罗 常数 ， 为平均原 子量 ， 与 为 价 ， 故 ’ 测得合 金 密度 克 厘 米 ， 计 算得 ， 二 入 一 ‘ 。 说 明用 正 电子湮 没 法测 ，值 有效 ， 但 当费米能级处于 带附近 ， 则 角 关联 的断开 位置 不好 确定 ， 此 种情 况下便不 能用 正 电子湮 没 法测得 ， 值 。 ，值 的测 定还 可 以用 霍尔系数测 量 法 。 测 定 霍尔 系数 。 后 ， 可按 式计算出 ，值 。 「斋〕 “ 勺 对于 非过 渡族 金属测 定 值用 式计算所 得 与用 式计 算所得 ’ ，符 合得较好 。 非 晶 电阻通度系 橄 的控制 非 晶的 值 低 ， 有 的非 晶具有负 。 通过什 么办 法可 以控 制非 晶的 呢 一 首先

是通过成份控制这一主要手段来获得我们所需要的TCR值。如图7所示的为(Ni。,6 Pd。.6)100-xPx合金的p一T曲线。纵轴为Pr/p23,x值等于15,16,18,20,23，合金 的TCR为正值，x等于25,26.5,27.5合金的TCR为负值。可以预料略加调整成份，定可找 到TCR=0的合金。 改变成份合金的P及TCR发生变化的原因还是可以用结构因子来说明的。例如在非晶 (Pd:-xCux)6。P2合金系中，对x=0.1合金则p=150μ2cm,TCR=7×10-K-,而 对于x=0.5合金则p=260μ2cm,TCR=-8×10-5K-1。这种改变可用图4解释，每个 Cu原子有一个价电子，在x=0.1时，此时合金的2kr处在Z=1的左侧，这时合金的p低， TCR为正，增加Cu含量到x=0.5时合金的2k更靠近Kp了，所以合金p增大，TCR变为 负值。 1.02x=27.5 □TCR>0 四TCR<0 X=18 1.01 26.6 Fe-东 a.Fe-B 口 5 1.Fe-Ce @:(Ni-Pd)-P 1,00 23m 26,5 Ni-宗a.N:-P 3 a,Pd-Si ▣ ,0.99 20 1.Ni-Ce a-(Cu-.12)-iP 0 Q a.(Cu-Ag)Ce 四 0.98 a.(Cu Agj-Si 16 Cu-系l,Cu-Ce L I.Cu-Sn 0.97 公 I.Ag-Sa 1.Au-Si 0.9心 人L上山L山LLL 60 80100 0 100200300 400500 0 2040 (K) 凉子% 图7(Nio.Pd。.)1oa-xPx 图8几种非晶系电阻温度系数TCR 非晶系的P一T曲线 为正与负的成分区 图8列出Fe基、Ni基的非晶 TCR 及液相合金的TCR的“+”与×10G “-”的成份区域。图中a表示非 80 晶，c表示液相合金。这些数据表 0 明，用调整成份的办法来控制非 60 晶的TCR是有广阔回旋余地的。 故不难推测，根据需要在多种非 40 晶系用调整成份办法找到TCR 为正、负或零的合金并不困难。 20 用热处理办法控制非晶的 200 TCR也是一个行之有效的办法。 400 600 例如李华瑞等人〔6)采用热处理 -200 办法改变(Feo.Ni。.2Cr。.),z Si2非晶溅射薄膜的TCR,如 图9所示的为热处理改变非晶 图9 (Feo,Ni。Cr。.),2Siz。非晶薄膜的TCR TCR的情况。改变TCR的原因 与热处理温度的关系 116

是 通 过 成份 控 制 这 一 主 要 手段来 获得 我 们 所需要 的 值 。 如 图 所示 的为 。 。 。 。 。 。 一 、 合 金 的 一 曲线 。 纵轴 为 。 ， 值 等于 ， ， ， ， ， 合 金 的 为正值 ， 等于 ， ， 合金 的 为负值 。 可 以预料略加调 整成份 ， 定可找 到 的合金 。 改 变成份 合金 的 及 发 生变 化的原 因还 是 可以用 结构 因子来说 明的 。 例如在非品 一 。 。 合 金 系中 ， 对 合金则 协 · ， 一 ‘ 一 ，， 而 对于 二 ， 合 金则 林 ， 一 一 一 ‘ 。 这 种改 变可用 图 解释 ， 每 个 原 子 有一 个价 电子 ， 在 时 ， 此 时合金 的 处 在 的左侧 ， 这 时合 金 的 低 ， 为正 ， 增加 含量 到 二 。 时合金 的 ， 更靠近 ， 了 ， 所以 合金 增大 ， 变 为 负值 。 脉玉盛牙三 仁习 口口 丁 二 比 “ 。 ‘ 货 ‘ · … … 。 乃 ︸八甘， 卜、占八 、一八甘 。 理、 占 ‘ · 。 江万丁 川祥泌︸ 改 ， 。 。 、 卜 。 。 几为种正 与非负晶系的成龟分阻温区度 系数 ‘ ‘ ‘ ‘ 举‘ 图 。 。 一 系 。 一 口 。 ， “ 、 “ ，“ “ 、 “ ‘ 、 、 、 、 、 、 、 、 肠 一 系 一 亡卫 二习 一 口 。 一 、 、 、 灿 砧 、 、 、 、 、 、 叭困 一 系 一入助 〔 卜招卜 ‘交 优。 人幻 一 。 一 。 协 一 卜 、 、 一 。 人 一 。 人 币 卜 、 、 侧 一、 、 、 叨 · ’ 一 、 ‘ 、 、 一 一 一 二 一 一 一一 原子 。 。 。 。 一 图 非 晶系的 一 曲线 图 列 出 基 、 基的非 晶 。 · 及液相 合金 的 的 ” 与 一 一 ” 的成份 区域 。 图 中 表示 非 。 晶 ， 表示液 相 合 金 。 这 些数据表 明 ， 用 调 整成份 的办法来控 制非 晶的 是有广 阔回旋余 地的 。 故不难推测 ， 根 据需要在多种非 晶系用 调 整成份 办法找 到 为正 、 负或零 的合金 并不 困难 。 用 热 处理 办 法 控 制 非 晶的 也是一 个行之 有效 的办法 。 。 例 如李华瑞 等人 〕采用 热 处理 办法改变 。 二 。 。 ‘ ， 一 非 晶溅射 薄膜 的 ， 如 图 所 示 的 为热 处理 改 变 非 品 图 的情 况 。 改 变 的原 因 ‘ 。 。 ‘ 。 非晶 薄膜的 与 护热处理 温度 的关 系